【壓縮機網(wǎng)】摘要與傳統感應電動(dòng)機相比，永磁同步電動(dòng)機具有獨特的性能。主要介紹永磁同步電動(dòng)機的特點(diǎn)，并分析了國內外研究現狀及其發(fā)展趨勢。
引 言
永磁同步 電機 的運行 原理與 電勵磁 同步電機相同 ，但它以永磁體提供的磁通代替后者的勵磁繞組勵磁，使電機結構更為簡(jiǎn)單。近年來(lái)，永磁材料性能 的改善 以及 電力 電子技 術(shù) 的進(jìn)步 ，推動(dòng)了新原理 、新 結構永磁同步 電機 的開(kāi)發(fā) ，有力地促進(jìn)了電機產(chǎn) 品技術(shù) 、品種及功 能的發(fā)展 ，某些永磁同步電機已形成系列化產(chǎn)品，其容量從小到大，目前 已達到兆瓦級，應用范圍越來(lái)越廣；其地位越來(lái)越重要，從軍工到民用，從特殊到一般迅速擴大，不僅在微特電機中占優(yōu)勢，而且在電力推進(jìn)系統中也顯示出了強大的生命力 。
1、 特 點(diǎn)
永磁同步電機采用永磁體勵磁，具有電勵磁電機無(wú)可比擬的優(yōu)點(diǎn)。
1)效率高：在轉子上嵌入永磁材料后，在正常工作時(shí)轉子與定子磁場(chǎng)同步運行，轉子繞組無(wú)感生電流，不存在轉子電阻和磁滯損耗，提高了電機效率。
2)功率因數高：永磁同步電機轉子中無(wú)感應電流勵磁，定子繞組呈現阻性負載，電機的功率因數近于 1，減小了定子電流，提高了電機的效率。同時(shí)功率因數的提高，提高了電網(wǎng)品質(zhì)因數，減小了輸變電線(xiàn)路的損耗，輸變電容量也可降低，節省 了電網(wǎng)投資。
3)起動(dòng)轉矩大：在需要大起動(dòng)轉矩的設備(如油田抽油電機 )中，可以用較小容量 的永磁 電機替代較大容量的Y 系列電機。如果 37 kw 永磁同步電機代替45kW ～55 kW 的 Y 系列電機，較好地解決了“大馬拉小車(chē)”的現象，節省了設備投入費用，提高了系統 的運行效能。
4)力能指 標好 ：Y 系列 電機在 60％的負荷下工作時(shí)，效率下降 15％，功率因數下降 30％，力能指標下降40％；而永磁同步電機的效率和功率因數下降甚微，當電機只有 20％負荷時(shí)，其力能指標仍為滿(mǎn)負荷的 80％以上。
5)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(wú)功電流，因而電機溫升低。
6 )體積小，重量輕 ，耗材少：同容量 的永磁同步電機體積、重量、所用材料可以減小 30％左右。
7)可大氣隙化，便于構成新型磁路。
8 )電樞反應小 ，抗過(guò)載能力強。
2 、發(fā)展現狀
永磁同步 電機 的發(fā)展 和永 磁材料 的發(fā)展息息相關(guān) 。新型永磁材料 的出現大 大促進(jìn) 了永磁 同步電機的發(fā)展。二十世紀八 十年代釹鐵硼稀土永磁材料問(wèn)世，由于釹資源豐富，以廉價(jià)的鐵取代昂貴的鈷 ，價(jià)格相對低廉 。釹鐵硼稀 土永磁材料磁性能好 ，極大地推動(dòng)了永磁同步電機的開(kāi)發(fā)。
2．1 發(fā)展成果
我國十分 重視釹鐵硼永磁電機的研 究開(kāi)發(fā) ，并列入了國家“863”攻關(guān)計劃 。經(jīng)過(guò)多年的研究開(kāi)發(fā) ，取得了豐碩成果 ，開(kāi)發(fā)了 5 種類(lèi)型 22 個(gè)典 型規格的高性能永磁同步電機樣機 。
1)3 種典型規格的高效、高起動(dòng)轉矩永磁 同步電動(dòng)機樣機，成功地解決了起動(dòng)轉矩高、節能效果好、高溫不退磁和成本合理這4 項互相制約的矛盾。表 1 給出了我國開(kāi)發(fā) 的用于油 田抽油機的 37 kW 稀土永磁同步電機與感應電動(dòng)機的性能比較 。表 2給出了我國新近開(kāi)發(fā) 的用于風(fēng)機、泵類(lèi)作業(yè) 中功率為 1120 kW 的稀土永磁同步電動(dòng)機與感應 電動(dòng)機和電勵磁同步電動(dòng)機的性能對 比 。
2) 化纖機械用高效高牽入同步釹鐵硼永磁同步電動(dòng)機(6 個(gè)規格)。與現有電機相比，所： 開(kāi)發(fā)電機的功率因數、效率和z*大轉矩倍數都有不同程度的提高，失步轉矩是原有的3．59倍，牽^轉矩提高了3倍。
3)機床主軸用7．5 kW 高恒功率調速比釹鐵硼永磁同步電動(dòng)機和驅動(dòng)系統。開(kāi)發(fā)的永磁同步電動(dòng)機調速系統 的調速范 圍為 0．4 r／r a in ～9 000 r／min(國內同規格的主軸感應電動(dòng)機的調速范圍僅為 8 r／min ～8 000 r／r e_in)，恒功率調速比達到 1：6。
4 )電動(dòng)汽 車(chē)用永 磁 同步 電動(dòng)機 和驅動(dòng) 系統。開(kāi)發(fā)的 7．5 kW 輕微型電動(dòng)客車(chē)用永磁同步 電動(dòng)機系統 ，電機重量為 45 kg ，磁體用量為 0．92 kg，額定轉速為 3 000 r／m in ，z*高轉速 5 500 r／m in。樣機系統整體額定效率達 89．1％ ，1 h 持續轉矩密度為 0．74 N ·m ／kg(風(fēng)冷 )，15 m in 持續轉矩 密度為1．123 N ·m ／kg( 日本 A ISIM AW 樣機 1 h 持續轉矩密度為0．78 N ·m／kg)(油冷)，15 min 持續轉矩密度為 1．178 N ·m／kg。
5)高起動(dòng)能力釹鐵硼永磁起動(dòng)機電機(4 個(gè)規格樣機)。所開(kāi)發(fā)的電機把原來(lái)永磁磁極的一部分換為廉價(jià)的軟鐵輔助磁極 ，節省釹鐵硼永磁材料約 30％。
2．2 存在問(wèn)題
在開(kāi)發(fā)高性能永磁 同步 電機過(guò)程 中，取得 上述成果的同時(shí) ，也 得到 了一些 問(wèn)題 ，有待 于更深入地研究和探索。
1)不可逆退磁問(wèn)題。如果設計或使用不當，永磁同步電機在過(guò)高(釹鐵硼永磁)或過(guò)低(鐵氧體永磁)溫度 時(shí)，在 沖擊 電流產(chǎn)生 的 電樞 反應作 用下 ，或在劇烈的機械振動(dòng)時(shí)有可 能產(chǎn) 生不可逆退磁，或叫失磁，使電機性能下降，甚至無(wú)法使用。
因此，既要研究開(kāi)發(fā)適用于電機制造廠(chǎng)使用的檢查永磁材料熱穩定性的方法和裝置，又要分析各種不同結構型式的抗去磁能力，以便設計和制造時(shí)，采用相應措施保證永磁同步電機不失磁。
2)成本 問(wèn)題 。鐵 氧體永 磁同步 電機 由于結構工藝簡(jiǎn)單、質(zhì)量減輕，總成本一般比電勵磁電機低 ，因而得到了廣泛應用。 由于稀 土永磁 目前 的價(jià)格還比較貴 ，稀土永磁 電機的成本一般 比電勵磁 電機高 ，這需要用它 的高性 能和運行費用 的節省來(lái)補償。在設計時(shí)既需要根據具體使用場(chǎng)合和要求進(jìn)行性能、價(jià)格的比較后取舍，又要進(jìn)行結構工藝的創(chuàng )新和設計優(yōu)化，以降低成本。
3 )控制 問(wèn)題 。永磁 同步電機不需外界能量 即可維持其磁場(chǎng)，但這也造成從外部調節、控制其磁場(chǎng)極為困難。但是隨著(zhù) M OSFET、IGBT 等電力電子器件和控制技術(shù)的發(fā)展，大多數永磁同步電機在應用 中，可 以不進(jìn)行磁 場(chǎng)控制而只進(jìn)行 電樞控制。設計時(shí)需把永磁 材料、電力 電子器件 和微機控制三項新技術(shù)結合起來(lái)，使永磁同步電機在嶄新的工況下運行。此外，以永磁同步電機作為執行元件 的永磁交 流伺 服系統 ，由于永磁同步電機本身是具有一定 非線(xiàn)性、強耦合性 和時(shí)變性 的系統，同時(shí)其伺服對象也存在較強的不確定性和非線(xiàn)性 ，加之系統運行時(shí)易受到不 同程度 的干擾 ，因此采用先進(jìn)控制 策略、先進(jìn) 的控制 系統實(shí)現方式(如基于 DSP 控制)，從整體上提高系統的智能化和數字化水平，這應是當前發(fā)展高性能永磁同步電機伺服系統的一個(gè)主要突破口。
3 、發(fā)展趨勢
永磁同步電機以其效率高、比功率大、結構簡(jiǎn)單 、節能效果顯著(zhù) 等一 系列優(yōu)點(diǎn)在工業(yè)生 產(chǎn)和日常生活中逐步得到廣泛應用。尤其是近年來(lái)高耐熱性、高磁性能釹鐵硼永磁體的成功開(kāi)發(fā)以及電力電子元件的進(jìn)一步發(fā)展和改進(jìn)，稀土永磁 同步 電機的研究 開(kāi)發(fā)在國內外 又進(jìn)人 了一個(gè)新 的時(shí)期 ，在理論研 究和應 用 領(lǐng)域都 將產(chǎn) 生 質(zhì) 的飛躍 ，目前正向超高速、高轉矩、大功率、微型化、高功能化方 向發(fā)展。
3．1 超高速電機
永磁同步電機不需要勵磁繞組 ，結構比較簡(jiǎn)單 ，磁場(chǎng)部分沒(méi)有發(fā)熱源，不需要冷卻裝置，材料的矯頑力高，氣隙長(cháng)度可以取較大值從而使大幅度提高轉速成為可能。目前已制成 (2 ～3 ) X 10 r／r ain的電機，如美國通用電氣公 司研制 的150 kW 、23 000 r／min 的徑向氣隙型轉子結構航空用稀土永磁發(fā)電機，外轉子型用于 電動(dòng)車(chē)的7．2 kW 、27 000 r／r ain 的 電機。目前正在研制每分鐘幾十萬(wàn)轉的電機。
3．2 高轉矩大功率電機
耐熱、高磁性能釹鐵硼永磁材料的開(kāi)發(fā)成功將使其在大功率永磁 同步電機中獲得重要應用。運輸業(yè)和工業(yè)中諸如電動(dòng)汽車(chē)、混合型(內燃機與電動(dòng)機并用 )動(dòng)力汽車(chē)、列車(chē)、電梯、機床、機器人等，對大功率電動(dòng)機的需求正在增長(cháng)。
船舶推動(dòng)電機要求低速大轉矩。德國西門(mén)子公司于 1986 年研制 1 095 kW 、230 r／r a in 的六相永磁同步電動(dòng)機，用于艦船的推進(jìn)，與過(guò)去使用的直流電動(dòng)機相比，體積可減小 60％左右，損耗可降低 20％左右 。另外 1 760 kW 永磁同步推進(jìn)電機裝于 U．212 潛艇試用，其長(cháng)度和有效體積與傳統的直流推進(jìn)電機相比減少 40％。瑞士 A BB 公司已經(jīng)建造了超過(guò) 300艘的電力推進(jìn)船舶z*大安裝容量達到了2 X 19 MW ，其研制的400 kW 到3 MW 永磁同步電機用于：“Com-paet A~ipod”吊艙式電力推進(jìn)系統。法國熱蒙工業(yè)公司1987 年研制的400 kW 、500 r／r a in 永磁電機樣機與直流電機相比，體積也減少了40％。1996 年，12相、1 800 kW 、180 r／r a in 永磁推進(jìn)電機及控制裝置已完成研制及所有的實(shí)船試驗。同年，英國展出了“海航”號輕型隱身護衛艦設計模型。該艦裝有兩臺21MW 永磁同步電機在巡航或隱身時(shí)直接驅動(dòng)螺旋槳。
3．3 微型化
由于釹鐵硼永磁 的z*大磁能積很高 ，特別是能制成超薄型的永磁體，從而使過(guò)去難以制作的超微型和低 慣量 電動(dòng)機得 以實(shí)現 。目前 已開(kāi)發(fā) 出直徑幾毫米以下的超小型電動(dòng)機用作醫療微型機器、眼球手術(shù)用機器人手臂或管道檢 查用機器人等場(chǎng) 合 的驅 動(dòng) 源?，F 已制 成 外 徑 0．8 m m 、長(cháng)1．2 m ln 的世界上z*小的永磁電動(dòng)機。
3．4 高功能化
在高溫、高真空度或空間狹小等特殊場(chǎng)合難以使用傳統電機 ，而稀土永磁 電機可 以耐高溫 (指釤鈷或高耐熱性釹鐵硼磁體)，且體積小，正好能滿(mǎn)足這些特 殊要求。宇航 設備 中的機械手 、原 子能設備的檢查機器人和半導體制造裝置等特殊環(huán)境下工作的電動(dòng)機，需要使用高溫電動(dòng)機和高真空電動(dòng)機。已開(kāi)發(fā)的有 150 W 、3 000 r／m in，工作在 200oC ～300oC 高溫和 133.3 X 10 Pa 真空度環(huán)境下的三 相四極永磁電動(dòng)機 ，直 徑 105mm 、長(cháng)145mm ，采用高溫特性好的Sm 2Co 永磁體。
4 、結 語(yǔ)
21世紀，科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展，高新技術(shù)不斷涌現，節電、環(huán)保意識 日益增強，使得永磁同步電機發(fā)展的前途一片光明，尤其是高性能稀土永磁同步電機及其伺服系統，隨其技術(shù)的快速發(fā)展和日漸成熟，結 構 型式將日趨多樣化，也將會(huì )贏(yíng)得更為廣泛的發(fā)展空間，獲得更加廣泛的應用。
引 言
永磁同步 電機 的運行 原理與 電勵磁 同步電機相同 ，但它以永磁體提供的磁通代替后者的勵磁繞組勵磁，使電機結構更為簡(jiǎn)單。近年來(lái)，永磁材料性能 的改善 以及 電力 電子技 術(shù) 的進(jìn)步 ，推動(dòng)了新原理 、新 結構永磁同步 電機 的開(kāi)發(fā) ，有力地促進(jìn)了電機產(chǎn) 品技術(shù) 、品種及功 能的發(fā)展 ，某些永磁同步電機已形成系列化產(chǎn)品，其容量從小到大，目前 已達到兆瓦級，應用范圍越來(lái)越廣；其地位越來(lái)越重要，從軍工到民用，從特殊到一般迅速擴大，不僅在微特電機中占優(yōu)勢，而且在電力推進(jìn)系統中也顯示出了強大的生命力 。
1、 特 點(diǎn)
永磁同步電機采用永磁體勵磁，具有電勵磁電機無(wú)可比擬的優(yōu)點(diǎn)。
1)效率高：在轉子上嵌入永磁材料后，在正常工作時(shí)轉子與定子磁場(chǎng)同步運行，轉子繞組無(wú)感生電流，不存在轉子電阻和磁滯損耗，提高了電機效率。
2)功率因數高：永磁同步電機轉子中無(wú)感應電流勵磁，定子繞組呈現阻性負載，電機的功率因數近于 1，減小了定子電流，提高了電機的效率。同時(shí)功率因數的提高，提高了電網(wǎng)品質(zhì)因數，減小了輸變電線(xiàn)路的損耗，輸變電容量也可降低，節省 了電網(wǎng)投資。
3)起動(dòng)轉矩大：在需要大起動(dòng)轉矩的設備(如油田抽油電機 )中，可以用較小容量 的永磁 電機替代較大容量的Y 系列電機。如果 37 kw 永磁同步電機代替45kW ～55 kW 的 Y 系列電機，較好地解決了“大馬拉小車(chē)”的現象，節省了設備投入費用，提高了系統 的運行效能。
4)力能指 標好 ：Y 系列 電機在 60％的負荷下工作時(shí)，效率下降 15％，功率因數下降 30％，力能指標下降40％；而永磁同步電機的效率和功率因數下降甚微，當電機只有 20％負荷時(shí)，其力能指標仍為滿(mǎn)負荷的 80％以上。
5)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(wú)功電流，因而電機溫升低。
6 )體積小，重量輕 ，耗材少：同容量 的永磁同步電機體積、重量、所用材料可以減小 30％左右。
7)可大氣隙化，便于構成新型磁路。
8 )電樞反應小 ，抗過(guò)載能力強。
2 、發(fā)展現狀
永磁同步 電機 的發(fā)展 和永 磁材料 的發(fā)展息息相關(guān) 。新型永磁材料 的出現大 大促進(jìn) 了永磁 同步電機的發(fā)展。二十世紀八 十年代釹鐵硼稀土永磁材料問(wèn)世，由于釹資源豐富，以廉價(jià)的鐵取代昂貴的鈷 ，價(jià)格相對低廉 。釹鐵硼稀 土永磁材料磁性能好 ，極大地推動(dòng)了永磁同步電機的開(kāi)發(fā)。
2．1 發(fā)展成果
我國十分 重視釹鐵硼永磁電機的研 究開(kāi)發(fā) ，并列入了國家“863”攻關(guān)計劃 。經(jīng)過(guò)多年的研究開(kāi)發(fā) ，取得了豐碩成果 ，開(kāi)發(fā)了 5 種類(lèi)型 22 個(gè)典 型規格的高性能永磁同步電機樣機 。
1)3 種典型規格的高效、高起動(dòng)轉矩永磁 同步電動(dòng)機樣機，成功地解決了起動(dòng)轉矩高、節能效果好、高溫不退磁和成本合理這4 項互相制約的矛盾。表 1 給出了我國開(kāi)發(fā) 的用于油 田抽油機的 37 kW 稀土永磁同步電機與感應電動(dòng)機的性能比較 。表 2給出了我國新近開(kāi)發(fā) 的用于風(fēng)機、泵類(lèi)作業(yè) 中功率為 1120 kW 的稀土永磁同步電動(dòng)機與感應 電動(dòng)機和電勵磁同步電動(dòng)機的性能對 比 。
2) 化纖機械用高效高牽入同步釹鐵硼永磁同步電動(dòng)機(6 個(gè)規格)。與現有電機相比，所： 開(kāi)發(fā)電機的功率因數、效率和z*大轉矩倍數都有不同程度的提高，失步轉矩是原有的3．59倍，牽^轉矩提高了3倍。
3)機床主軸用7．5 kW 高恒功率調速比釹鐵硼永磁同步電動(dòng)機和驅動(dòng)系統。開(kāi)發(fā)的永磁同步電動(dòng)機調速系統 的調速范 圍為 0．4 r／r a in ～9 000 r／min(國內同規格的主軸感應電動(dòng)機的調速范圍僅為 8 r／min ～8 000 r／r e_in)，恒功率調速比達到 1：6。
4 )電動(dòng)汽 車(chē)用永 磁 同步 電動(dòng)機 和驅動(dòng) 系統。開(kāi)發(fā)的 7．5 kW 輕微型電動(dòng)客車(chē)用永磁同步 電動(dòng)機系統 ，電機重量為 45 kg ，磁體用量為 0．92 kg，額定轉速為 3 000 r／m in ，z*高轉速 5 500 r／m in。樣機系統整體額定效率達 89．1％ ，1 h 持續轉矩密度為 0．74 N ·m ／kg(風(fēng)冷 )，15 m in 持續轉矩 密度為1．123 N ·m ／kg( 日本 A ISIM AW 樣機 1 h 持續轉矩密度為0．78 N ·m／kg)(油冷)，15 min 持續轉矩密度為 1．178 N ·m／kg。
5)高起動(dòng)能力釹鐵硼永磁起動(dòng)機電機(4 個(gè)規格樣機)。所開(kāi)發(fā)的電機把原來(lái)永磁磁極的一部分換為廉價(jià)的軟鐵輔助磁極 ，節省釹鐵硼永磁材料約 30％。
2．2 存在問(wèn)題
在開(kāi)發(fā)高性能永磁 同步 電機過(guò)程 中，取得 上述成果的同時(shí) ，也 得到 了一些 問(wèn)題 ，有待 于更深入地研究和探索。
1)不可逆退磁問(wèn)題。如果設計或使用不當，永磁同步電機在過(guò)高(釹鐵硼永磁)或過(guò)低(鐵氧體永磁)溫度 時(shí)，在 沖擊 電流產(chǎn)生 的 電樞 反應作 用下 ，或在劇烈的機械振動(dòng)時(shí)有可 能產(chǎn) 生不可逆退磁，或叫失磁，使電機性能下降，甚至無(wú)法使用。
因此，既要研究開(kāi)發(fā)適用于電機制造廠(chǎng)使用的檢查永磁材料熱穩定性的方法和裝置，又要分析各種不同結構型式的抗去磁能力，以便設計和制造時(shí)，采用相應措施保證永磁同步電機不失磁。
2)成本 問(wèn)題 。鐵 氧體永 磁同步 電機 由于結構工藝簡(jiǎn)單、質(zhì)量減輕，總成本一般比電勵磁電機低 ，因而得到了廣泛應用。 由于稀 土永磁 目前 的價(jià)格還比較貴 ，稀土永磁 電機的成本一般 比電勵磁 電機高 ，這需要用它 的高性 能和運行費用 的節省來(lái)補償。在設計時(shí)既需要根據具體使用場(chǎng)合和要求進(jìn)行性能、價(jià)格的比較后取舍，又要進(jìn)行結構工藝的創(chuàng )新和設計優(yōu)化，以降低成本。
3 )控制 問(wèn)題 。永磁 同步電機不需外界能量 即可維持其磁場(chǎng)，但這也造成從外部調節、控制其磁場(chǎng)極為困難。但是隨著(zhù) M OSFET、IGBT 等電力電子器件和控制技術(shù)的發(fā)展，大多數永磁同步電機在應用 中，可 以不進(jìn)行磁 場(chǎng)控制而只進(jìn)行 電樞控制。設計時(shí)需把永磁 材料、電力 電子器件 和微機控制三項新技術(shù)結合起來(lái)，使永磁同步電機在嶄新的工況下運行。此外，以永磁同步電機作為執行元件 的永磁交 流伺 服系統 ，由于永磁同步電機本身是具有一定 非線(xiàn)性、強耦合性 和時(shí)變性 的系統，同時(shí)其伺服對象也存在較強的不確定性和非線(xiàn)性 ，加之系統運行時(shí)易受到不 同程度 的干擾 ，因此采用先進(jìn)控制 策略、先進(jìn) 的控制 系統實(shí)現方式(如基于 DSP 控制)，從整體上提高系統的智能化和數字化水平，這應是當前發(fā)展高性能永磁同步電機伺服系統的一個(gè)主要突破口。
3 、發(fā)展趨勢
永磁同步電機以其效率高、比功率大、結構簡(jiǎn)單 、節能效果顯著(zhù) 等一 系列優(yōu)點(diǎn)在工業(yè)生 產(chǎn)和日常生活中逐步得到廣泛應用。尤其是近年來(lái)高耐熱性、高磁性能釹鐵硼永磁體的成功開(kāi)發(fā)以及電力電子元件的進(jìn)一步發(fā)展和改進(jìn)，稀土永磁 同步 電機的研究 開(kāi)發(fā)在國內外 又進(jìn)人 了一個(gè)新 的時(shí)期 ，在理論研 究和應 用 領(lǐng)域都 將產(chǎn) 生 質(zhì) 的飛躍 ，目前正向超高速、高轉矩、大功率、微型化、高功能化方 向發(fā)展。
3．1 超高速電機
永磁同步電機不需要勵磁繞組 ，結構比較簡(jiǎn)單 ，磁場(chǎng)部分沒(méi)有發(fā)熱源，不需要冷卻裝置，材料的矯頑力高，氣隙長(cháng)度可以取較大值從而使大幅度提高轉速成為可能。目前已制成 (2 ～3 ) X 10 r／r ain的電機，如美國通用電氣公 司研制 的150 kW 、23 000 r／min 的徑向氣隙型轉子結構航空用稀土永磁發(fā)電機，外轉子型用于 電動(dòng)車(chē)的7．2 kW 、27 000 r／r ain 的 電機。目前正在研制每分鐘幾十萬(wàn)轉的電機。
3．2 高轉矩大功率電機
耐熱、高磁性能釹鐵硼永磁材料的開(kāi)發(fā)成功將使其在大功率永磁 同步電機中獲得重要應用。運輸業(yè)和工業(yè)中諸如電動(dòng)汽車(chē)、混合型(內燃機與電動(dòng)機并用 )動(dòng)力汽車(chē)、列車(chē)、電梯、機床、機器人等，對大功率電動(dòng)機的需求正在增長(cháng)。
船舶推動(dòng)電機要求低速大轉矩。德國西門(mén)子公司于 1986 年研制 1 095 kW 、230 r／r a in 的六相永磁同步電動(dòng)機，用于艦船的推進(jìn)，與過(guò)去使用的直流電動(dòng)機相比，體積可減小 60％左右，損耗可降低 20％左右 。另外 1 760 kW 永磁同步推進(jìn)電機裝于 U．212 潛艇試用，其長(cháng)度和有效體積與傳統的直流推進(jìn)電機相比減少 40％。瑞士 A BB 公司已經(jīng)建造了超過(guò) 300艘的電力推進(jìn)船舶z*大安裝容量達到了2 X 19 MW ，其研制的400 kW 到3 MW 永磁同步電機用于：“Com-paet A~ipod”吊艙式電力推進(jìn)系統。法國熱蒙工業(yè)公司1987 年研制的400 kW 、500 r／r a in 永磁電機樣機與直流電機相比，體積也減少了40％。1996 年，12相、1 800 kW 、180 r／r a in 永磁推進(jìn)電機及控制裝置已完成研制及所有的實(shí)船試驗。同年，英國展出了“海航”號輕型隱身護衛艦設計模型。該艦裝有兩臺21MW 永磁同步電機在巡航或隱身時(shí)直接驅動(dòng)螺旋槳。
3．3 微型化
由于釹鐵硼永磁 的z*大磁能積很高 ，特別是能制成超薄型的永磁體，從而使過(guò)去難以制作的超微型和低 慣量 電動(dòng)機得 以實(shí)現 。目前 已開(kāi)發(fā) 出直徑幾毫米以下的超小型電動(dòng)機用作醫療微型機器、眼球手術(shù)用機器人手臂或管道檢 查用機器人等場(chǎng) 合 的驅 動(dòng) 源?，F 已制 成 外 徑 0．8 m m 、長(cháng)1．2 m ln 的世界上z*小的永磁電動(dòng)機。
3．4 高功能化
在高溫、高真空度或空間狹小等特殊場(chǎng)合難以使用傳統電機 ，而稀土永磁 電機可 以耐高溫 (指釤鈷或高耐熱性釹鐵硼磁體)，且體積小，正好能滿(mǎn)足這些特 殊要求。宇航 設備 中的機械手 、原 子能設備的檢查機器人和半導體制造裝置等特殊環(huán)境下工作的電動(dòng)機，需要使用高溫電動(dòng)機和高真空電動(dòng)機。已開(kāi)發(fā)的有 150 W 、3 000 r／m in，工作在 200oC ～300oC 高溫和 133.3 X 10 Pa 真空度環(huán)境下的三 相四極永磁電動(dòng)機 ，直 徑 105mm 、長(cháng)145mm ，采用高溫特性好的Sm 2Co 永磁體。
4 、結 語(yǔ)
21世紀，科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展，高新技術(shù)不斷涌現，節電、環(huán)保意識 日益增強，使得永磁同步電機發(fā)展的前途一片光明，尤其是高性能稀土永磁同步電機及其伺服系統，隨其技術(shù)的快速發(fā)展和日漸成熟，結 構 型式將日趨多樣化，也將會(huì )贏(yíng)得更為廣泛的發(fā)展空間，獲得更加廣泛的應用。
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