劉希辰

摘要：本文通過(guò)對(duì)永磁電機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、工作原理以及其優(yōu)越性的研究，指出其應(yīng)用領(lǐng)域以及應(yīng)用范圍，討論了永磁電機(jī)發(fā)展可能會(huì)遇到的問(wèn)題，希望能夠在一定的程度上對(duì)永磁電機(jī)的研究及發(fā)展起到促進(jìn)作用。

關(guān)鍵詞：永磁電機(jī);研究現(xiàn)狀;發(fā)展趨勢(shì)

前言：

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的快速發(fā)展與進(jìn)步，由于石油、煤等非可再生資源的枯竭，使得能源問(wèn)題成為人們關(guān)注的重點(diǎn)話(huà)題。如何進(jìn)一步構(gòu)建資源節(jié)約性社會(huì)，就成為當(dāng)下需直接面對(duì)的問(wèn)題。在這種大背景下，隨著高性能電機(jī)以及驅(qū)動(dòng)技術(shù)的更新，稀土永磁電機(jī)由于其諸多的優(yōu)越性能必將在多個(gè)行業(yè)中發(fā)揮出巨大的作用。

一 永磁電機(jī)的結(jié)構(gòu)與工作原理

（一）結(jié)構(gòu)方面

對(duì)于總體電機(jī)來(lái)講，它是通過(guò)由兩部分組成，分別為定子和轉(zhuǎn)子。電機(jī)在開(kāi)展運(yùn)作中固定部分稱(chēng)之為定子，定子由硅鋼沖壓、繞組、核心地盤(pán)組成。移動(dòng)部分稱(chēng)之為轉(zhuǎn)子。

永磁電動(dòng)機(jī)的定子結(jié)構(gòu)與工作原理與交流異步電動(dòng)機(jī)一樣，多為4極形式，永磁同步電動(dòng)機(jī)與普通異步電動(dòng)機(jī)的不同是轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)子上安裝有永磁體磁極，因?yàn)橛来磐诫妱?dòng)機(jī)基本都采用逆變器電源驅(qū)動(dòng)，即使產(chǎn)生正弦波的變頻器輸出都含有高頻諧波，若用整體鋼材會(huì)產(chǎn)生渦流損耗。

（二）原理方面

通常所說(shuō)的永磁同步電動(dòng)機(jī)是正弦波永磁同步電動(dòng)機(jī)，同一般同步電動(dòng)機(jī)一樣，正弦波PMSM的定子繞組通常采用三相對(duì)稱(chēng)的正弦分布繞組，或轉(zhuǎn)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(chǎn)生的磁場(chǎng)與線(xiàn)圈的相互作用。當(dāng)電磁轉(zhuǎn)矩能夠克服轉(zhuǎn)子本身自帶的慣性時(shí)，電動(dòng)機(jī)才開(kāi)始做功。

二 永磁電機(jī)的應(yīng)用發(fā)展趨勢(shì)

（一）永磁電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)

從目前的情況來(lái)看，隨著我國(guó)工業(yè)化的不斷發(fā)展和進(jìn)步，對(duì)于永磁電機(jī)而言，它已經(jīng)成為了市場(chǎng)中的新貴，具有以下幾個(gè)方面的優(yōu)點(diǎn)：

第一，效率比較高，具有環(huán)保的特性，關(guān)于永磁電機(jī)它是一種具有高效節(jié)能的產(chǎn)品，與傳統(tǒng)的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行比較，可以發(fā)現(xiàn)永磁電機(jī)無(wú)需功率磁電流，便能夠較好的提升自身功率因素。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)表明，永磁電機(jī)與其他電機(jī)相比，它的效率有著2%-10%的提升。主要體現(xiàn)在，可以用一些較小容量的永磁電機(jī)來(lái)對(duì)大容量的感應(yīng)電機(jī)進(jìn)行替換，依舊可以滿(mǎn)足設(shè)備的正常運(yùn)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(jī)的一個(gè)較為明顯的優(yōu)勢(shì)，與傳統(tǒng)電機(jī)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(jī)有極大的應(yīng)用前景。同容量的永磁同步電機(jī)體積、重量、所用材料可以比傳統(tǒng)電機(jī)減小30%左右。

第四，溫升低：轉(zhuǎn)子繞組中不存在電阻損耗，定子繞組中幾乎不存在無(wú)功電流，因而電機(jī)溫升低。

（二）永磁電機(jī)在國(guó)內(nèi)外發(fā)展應(yīng)用現(xiàn)狀

在我國(guó)經(jīng)濟(jì)以及社會(huì)的不斷發(fā)展過(guò)程中，人們對(duì)環(huán)保方面的要求變得越來(lái)越高，這在一定的程度上使得永磁電機(jī)得到了較為廣泛的應(yīng)用。

第一，在家用電器的方面應(yīng)用，對(duì)于稀土永磁電機(jī)而言，它不單單可以用作于我國(guó)的航空領(lǐng)域，同時(shí)也能夠應(yīng)用到一些小型的家用電器當(dāng)中，可以說(shuō)它還與我們的日常生活有著聯(lián)系。與此同時(shí)，永磁電機(jī)當(dāng)中的無(wú)刷直流電機(jī)作為第二代變速制冷的技術(shù)，在空調(diào)以及冰箱的制冷方面得到了諸多應(yīng)用，據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)表明，在我國(guó)大約有著一半的空調(diào)和冰箱都是應(yīng)用永磁電機(jī)作為制冷驅(qū)動(dòng)。另外永磁電機(jī)也可以充分的應(yīng)用到壓縮機(jī)、電機(jī)等設(shè)備當(dāng)中，也能夠在一定的程度上滿(mǎn)足我國(guó)對(duì)能源節(jié)約的需求。

第二，永磁電機(jī)在造船工業(yè)中的使用，對(duì)于永磁電機(jī)而言，它除了能夠應(yīng)用到一些常見(jiàn)的家用電器之外，也能夠用到我國(guó)的造船行業(yè)中。在造船領(lǐng)域當(dāng)中運(yùn)用永磁電機(jī)，能夠有效地幫助船只進(jìn)行推進(jìn)。海船只一般來(lái)說(shuō)體積巨大，重量比較重，電驅(qū)動(dòng)船舶如果沒(méi)有高功率高效率的電機(jī)，是不可能實(shí)現(xiàn)的。而永磁電機(jī)便能夠更好的應(yīng)用于船舶的制造和使用中，促進(jìn)船舶行業(yè)的不斷發(fā)展。

（三）永磁電機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)

作為眾多高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)，永磁電機(jī)、微電子控制技術(shù)和電力電子技術(shù)相結(jié)合，可以生產(chǎn)出許多性能優(yōu)良的新型產(chǎn)品。以永磁電機(jī)為例，它是2l世紀(jì)電機(jī)發(fā)展方向的典型代表。其發(fā)展趨勢(shì)如下：

（1）高效節(jié)能。永磁電機(jī)可以有效的節(jié)約電能，研究發(fā)現(xiàn)稀土永磁電機(jī)的節(jié)能效果更加明顯，所以開(kāi)發(fā)各種新型稀土永磁電機(jī)將是一個(gè)重要的發(fā)展趨向。

（2）向輕型化方向發(fā)展，便捷式光機(jī)電一體化產(chǎn)品。對(duì)于永磁電機(jī)而言，它不僅僅能夠節(jié)能，而且體積較小，可通過(guò)頻率的變化進(jìn)行調(diào)速。因此，這就讓永磁電機(jī)在視聽(tīng)產(chǎn)品、醫(yī)療器械、計(jì)算機(jī)等領(lǐng)域中得到廣泛的應(yīng)用。

（3）向高性能方向發(fā)展，現(xiàn)代化裝備向電機(jī)工業(yè)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(hào)電機(jī).移動(dòng)電站、自動(dòng)化裝備用何服系統(tǒng)及電機(jī)，航空航天用高性能、高可靠性永磁電機(jī).化纖沒(méi)備用高調(diào)速精度變頻調(diào)速同步電前機(jī)，數(shù)控機(jī)床、加工中心、機(jī)器人用高調(diào)速比稀土永磁伺服電機(jī)，計(jì)算機(jī)用高精度擺動(dòng)電機(jī)及主軸電機(jī)等。

（四）永磁電機(jī)發(fā)展會(huì)面臨的問(wèn)題

從目前的情況來(lái)看，因?yàn)槭袌?chǎng)上的變化，永磁電機(jī)作為一種新產(chǎn)品，想要得到進(jìn)一步的推廣和發(fā)展，那么無(wú)疑會(huì)面對(duì)諸多的困難。主要有以下幾個(gè)方面：第一，在當(dāng)前國(guó)內(nèi)關(guān)于永磁電機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范十分不明確，永磁電機(jī)本身還存在一些問(wèn)題，進(jìn)而影響到電機(jī)的質(zhì)量和性能，阻礙電機(jī)的推廣。第二，雖然對(duì)于一些小型的永磁電機(jī)而言，已經(jīng)進(jìn)行了量產(chǎn)，但是這一些小功率電機(jī)只能適用于部分行業(yè)中，這就讓它的發(fā)展受到局限性。第三，前期投資比較大，想要進(jìn)一步發(fā)展永磁電機(jī)，那么無(wú)疑就需要投入大量的資金，這對(duì)于很多企而言，無(wú)疑是一件困難的事情。

結(jié)語(yǔ)：綜上所述，永磁電機(jī)是一種具有發(fā)展前景的好產(chǎn)品。雖然從目前國(guó)內(nèi)的發(fā)展情況來(lái)看還存在很多困難，但是隨著科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展和進(jìn)步，它必將能夠推動(dòng)永磁電機(jī)的進(jìn)一步發(fā)展，使得其能夠廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)生活的各個(gè)領(lǐng)域，從而為我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供更加強(qiáng)大的驅(qū)動(dòng)力。

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