永磁辅助式磁阻同步电机发展现状

永磁电机在风力发电系统中的应用及其发展趋向
永磁电机在风力发电系统中广泛应用，其优点在于结构简单、维护方便、效率高、动
态响应快等，成为现代风力发电领域中不可或缺的关键设备之一。

随着技术不断发展，永
磁电机在风力发电系统中的应用也得到了不断完善和创新，其发展趋向主要体现在以下几
个方面：
1. 多级化和大功率化。

随着风力发电设备的规模不断扩大，单机容量也在逐渐增大，由此对永磁电机提出了更高的要求。

多级化结构可以有效提高永磁电机的输出功率和效率，以满足大容量风力发电设备对电机的需求。

2. 集成化和智能化。

随着经济和技术的发展，人们对可靠性、智能化程度和维护性
等方面的要求越来越高。

因此，永磁电机不仅要提高性能指标，还要注重集成化和智能化，实现自动化监测、诊断、预警和控制等功能，提高风电系统运行效率、可靠性和安全性。

3. 永磁材料和技术创新。

永磁电机的性能取决于永磁材料的质量和技术水平。

因此，永磁电机在应用中不断进行材料和技术创新，研制出新型永磁材料和制造工艺，以提高电
机的效率、功率密度和适应性等性能指标，在风力发电系统中得到更广泛的应用。

4. 多种电机结构的应用。

随着永磁材料和控制技术的不断发展，多种电机结构逐渐
应用于风力发电系统中。

如开链式永磁电机、辅助磁通永磁电机、磁阻式电机等，在不同
条件下都可以发挥更优异的性能。

永磁同步电机矢量控制发展综述
永磁同步电机矢量控制是一种高效、精确的电机控制技术，近年来得到了广泛的应用和发展。

本文将从永磁同步电机的基本原理、矢量控制的基本思想、发展历程和应用前景等方面进行综述。

永磁同步电机是一种具有高效、高功率密度、高精度和高可靠性的电机，其基本原理是利用永磁体产生的磁场与电流产生的磁场相互作用，从而实现电机的转动。

与传统的感应电机相比，永磁同步电机具有更高的效率和更低的损耗，因此在工业、交通、航空等领域得到了广泛的应用。

矢量控制是一种基于电机磁场矢量的控制技术，其基本思想是将电机的磁场分解为定子坐标系和转子坐标系两个矢量，通过控制这两个矢量的大小和方向，实现电机的转速和转矩控制。

矢量控制技术可以有效地提高电机的响应速度和控制精度，因此在永磁同步电机控制中得到了广泛的应用。

永磁同步电机矢量控制技术的发展历程可以追溯到上世纪80年代，当时主要应用于高端工业领域。

随着电力电子技术和数字控制技术的不断发展，永磁同步电机矢量控制技术得到了进一步的提升和完善。

目前，永磁同步电机矢量控制技术已经成为电机控制领域的主流技术之一，广泛应用于电动汽车、风力发电、轨道交通等领域。

未来，永磁同步电机矢量控制技术将继续发展和完善，主要体现在
以下几个方面：一是提高控制精度和响应速度，以满足更高的工业和交通应用需求；二是降低成本和提高可靠性，以促进技术的普及和应用；三是结合人工智能和大数据技术，实现电机的智能化控制和优化运行。

总之，永磁同步电机矢量控制技术的发展前景广阔，将为人类社会的可持续发展做出更大的贡献。

永磁同步电机的发展与应用一、概述众所周知，直流电动机有优良的控制性能，其机械特性和调速特性均为平行的直线，这是各类交流电动机所没有的特性。

此外，直流电动机还有起动转矩大、效率高、调速方便、动态特性好等特点。

优良的控制特性使直流电动机在70年代前的很长时间里，在有调速、控制要求的场合，几乎成了唯一的选择。

但是，直流电动机的结构复杂，其定子上有激磁绕组产生主磁场，对功率较大的直流电动机常常还装有换向极，以改善电机的换向性能。

直流电机的转子上安放电枢绕组和换向器，直流电源通过电刷和换向器将直流电送入电枢绕组并转换成电枢绕组中的交变电流，即进行机械式电流换向。

复杂的结构限制了直流电动机体积和重量的进一步减小，尤其是电刷和换向器的滑动接触造成了机械磨损和火花，使直流电动机的故障多、可靠性低、寿命短、保养维护工作量大。

换向火花既造成了换向器的电腐蚀，还是一个无线电干扰源，会对周围的电器设备带来有害的影响。

电机的容量越大、转速越高，问题就越严重。

所以，普通直流电动机的电刷和换向器限制了直流电动机向高速度、大容量的发展。

在交流电网上，人们还广泛使用着交流异步电动机来拖动工作机械。

交流异步电动机具有结构简单，工作可靠、寿命长、成本低，保养维护简便。

但是，与直流电动机相比，它调速性能差，起动转矩小，过载能力和效率低。

其旋转磁场的产生需从电网吸取无功功率，故功率因素低，轻载时尤甚，这大增加了线路和电网的损耗。

长期以来，在不要求调速的场合，例如风机、水泵、普通机床的驱动中，异步电动机占有主导地位，当然这类拖动中，无形中损失了大量电能。

过去的电力拖动中，很少采用同步电动机，其主要原因是同步电动机不能在电网电压下自行起动，静止的转子磁极在旋转磁场的作用下，平均转矩为零。

人们亦知道变频电源可解决同步电动机的起动和调速问题，但在70年代以前，变频电源是可想而不可得的设备。

所以，过去的电力拖动中，很少看到用同步电动机作原动机。

在大功率范围内，偶尔也有同步电动机运行的例子，但它往往是用来改善大企业的电网功率因数。

国内外永磁耦合器电机的发展现状国内外永磁耦合器电机的发展现状。

永磁同步电动机具有质量轻、结构较简单、体积小、特性好、功率密度大等优点，很多科研机构、企业都在努力积极开展永磁同步电机的研发工作，其应用领域将进一步扩大。

历史上第一台电机是永磁电机。

当时，永磁材料性能比较差，永磁体矫顽力和剩磁都太低，不久就被电励磁电机取代了。

到了20世纪70 年代，以钕铁硼为代表的稀土永磁材料拥有很大的矫顽力、剩磁，退磁能力强和较大的磁能积使大功率永磁同步电机登上历史的舞台。

现在，关于永磁同步电机的研究日趋成熟，正朝向高速度，大转矩、大功率、高效率以及微型化、智能化发展。

近年来，在永磁同步电机本体上出现了很多高端电机，比如1986年德国西门子公司开发的230r/min、1 095 kW的六相永磁同步电动机。

用它为舰船提供动力，其体积比传统的直流电机小近60%，损耗降低近20%. 瑞士ABB 公司建造的用于舰船推进的永磁同步电动机最大安装容量达38 MW。

我国对永磁电机的研究起步晚，随着国内学者和政府的大力投入，它发展得很快。

目前，我国已经研制生产出3MW 高速度永磁风力发电机，南车株洲公司也在研制更大功率的永磁电机。

随着微型计算机技术及自动控制技术的发展，永磁同步电动机在各领域得到了广泛的应用。

现在由于社会的进步，人们对永磁同步电机的要求更加苛刻，促使永磁电动机向着拥有更大的调速范围和更高的精度控制发展。

由于现在生产工艺的提高，具有高性能的永磁材料得到进一步的发展。

这使其成本大大降低，逐渐被应用于生活的各个领域。

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永磁辅助同步磁阻电机设计及转矩脉动抑制研究一、什么是永磁辅助同步磁阻电机？永磁辅助同步磁阻电机，这个名字一听就有点复杂，但别急，我们慢慢捋。

其实说白了，它就是把永磁和同步磁阻两种技术结合起来，用永磁的特点来提高电机效率，又借助同步磁阻的方式来改善电机的工作状态。

咋听起来有点高大上？没错，它确实挺牛，但也不难理解。

咱们想想电动机嘛，最简单的其实就是通过电流产生磁场，带动转子转动。

但如果你不加以设计和优化，就会产生一些不太好控制的东西，比如转矩脉动。

啥是转矩脉动呢？简单来说就是电机在运行时，输出的转矩忽大忽小，像在开车时油门踩得太快，车子就会顿挫。

谁能忍得住这种“啪啪”感呢？那永磁辅助同步磁阻电机的优势在哪呢？永磁帮助我们提高了电机的整体效率，减少了能量的浪费。

而同步磁阻技术则能够有效地减少转矩脉动，让电机运转得更加平稳。

说到这里，大家可能会想：这听起来好像挺完美啊，难道就没有什么问题吗？嘿哪里有完美的东西嘛，问题还是有的。

解决这些问题的研究就是我们今天要聊的重点了。

二、永磁辅助同步磁阻电机的设计思路说到设计，大家可能就开始担心了：电机设计这么复杂，难度是不是大得吓人？设计电机有一个最重要的原则——简洁而高效。

永磁辅助同步磁阻电机的设计，最关键的就是要做到两点：一是永磁材料的选择，二是同步磁阻部分的结构设计。

材料选择方面，永磁材料可是有讲究的，它需要具备较高的磁性能，这样才能在较小的体积下输出更强的磁场，减少体积的增加，也就是说，电机能更小更高效。

而同步磁阻的设计，则需要我们精细地调整转子和定子之间的磁场分布，确保转矩输出更加稳定。

这个过程，说白了，就是让两个看似不相关的技术在一个电机里完美结合，既要发挥永磁的高效，又要把同步磁阻的优点最大化。

可以说，设计师们就像是在厨房里做大餐，材料、火候、手艺，缺一不可。

你要做的就是把这些“食材”合理搭配，做出一盘美味的电机大餐来。

而这道大餐的美味，最终会体现在电机运行的平稳性和效率上，最重要的就是避免了那种让人崩溃的转矩脉动。

稀土永磁电机研究现状与发展摘要：介绍了稀土永磁电机结构特点、国内外应用现状以及技术发展趋势；并着重介绍了代表未来电机发展方向之一的稀土永磁无铁心电机的结构及应用、控制技术以及推广面临的问题。

一、引言电机系统用电量约占全国用电量的60%，其中风机、泵类、压缩机和空调制冷机的用电量分别占全国用电量的10.4%、20.9%、9.4%和6%。

电机系统量大面广，节电潜力巨大。

据行业协会统计，全国现有各类电机系统总装机容量约7亿kW，运行效率普遍比国外先进水平低10~20个百分点，相当于每年浪费电能约1500亿kWh。

为此国家发改委在“十大重点节能工程实施意见”中提出：要推广高效节能电动机、稀土永磁电动机；同时推广变频调速、永磁电动机调速等先进电机调速技术，改善风机、泵类电机系统调节方式，逐步淘汰闸板、阀门等机械节流调节方式。

并建议在以下领域推广应用稀土永磁电动机和调速系统：电力：用变频、永磁电动机改造风机、水泵系统，重点是20万kW以上火力发电机组。

冶金：鼓风机、除尘风机、冷却水泵；加热炉风机、铸造除鳞水泵等设备的变频、永磁电动机调速。

机电：研发制造节能型电机、电机系统及配套设备。

轻工：注塑机、液压油泵的变频、永磁调速。

其他：企业空调和通风、楼宇集中空调的永磁电机系统改造等。

二、稀土永磁电机技术发展和应用趋势稀土永磁电机最显著的性能特点是轻型化、高性能化、高效节能。

高性能稀土永磁电机是许多新技术、高技术产业的基础。

1．稀土永磁电机的主要结构特点(1) 高效节能稀土永磁电机是一种高效节能产品，平均节电率高达10％以上，专用稀土永磁电机的节电率可高达15％～20％。

美国GM公司研制的钕铁硼永磁起动电机与老式串激直流起动电机相比，效率提高了45％。

在水泵、风机、压缩机采用永磁电机及变频调速技术后可节电率30％以上。

(2) 轻型化采用稀土永磁体可以明显减轻电机重量，缩小体积。

例如10 kW发电机，常规发电机重量为220kg，而永磁发电机重量仅为92 kg，相当于常规发电机重量的45.8％。

永磁驱动技术在工矿设备中应用现状及分析摘要：永磁驱动技术是一种新型的电力电子技术，采用直接驱动方式，通过控制三相交流电的导通和截止来实现电机的旋转。

永磁驱动技术具有驱动效率高、噪音低、结构简单等优点，并且可以实现无级调速、无机械传动部件，因此在工业设备中得到了广泛应用。

目前，永磁驱动技术在工矿设备中应用较多的有永磁同步电机（PMSM）和永磁无刷直流电机（BLDC）。

在 PMSM中，永磁同步电机具有体积小、重量轻、效率高、功率因数高等优点。

因此，永磁同步电机和 BLDC电机在工矿设备中的应用越来越广泛。

关键词：永磁驱动技术；工矿设备；应用现状引言：永磁驱动技术是一种以永磁材料为基础的、以电动机为载体的新型驱动技术，具有运行效率高、噪音低、结构简单等特点，在工业设备中得到了广泛应用。

近几年，随着永磁材料和永磁电机的发展，永磁驱动技术取得了快速发展，其应用范围也得到了极大扩展。

一、永磁驱动技术特点分析永磁电机（PMSM）的结构主要包括定子、转子、绕组三个部分，采用永磁体作为磁源，通过控制永磁体的旋转速度和方向来实现电动机的磁场，具有效率高、功率密度大、转矩密度高、调速性能好和结构简单等优点，而且随着永磁材料的不断发展，其性能得到了很大的提升。

传统异步电机是将旋转磁场与定子磁场按一定规律进行耦合，通过改变转子齿槽形状及定子槽口宽度等方式，使转子齿槽形状与定子齿槽形状一致，实现电机旋转。

当转子转动时，定子磁场不发生变化，只是通过改变定子齿槽数和槽口宽度来控制转子旋转。

由于定子和转子齿槽结构相似，电机的转子磁场与定子磁场之间的耦合较强，电机转矩的大小取决于转子磁场和定子齿槽结构。

如果想要提高转矩密度，必须通过增加永磁体的体积或数量来实现。

当电机内永磁体数量增加时，会导致电机的重量和成本增加。

另外，随着永磁材料价格的不断上涨，成本增加会影响到永磁电机的市场竞争力。

直流同步电机是将旋转磁场与定子磁场解耦开来并分别独立控制。

龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 低速永磁同步电动机应用现状及其发展趋势 作者：王锦涵 来源：《电子技术与软件工程》2017年第06期

介绍了永磁同步电动机的特点、工作原理及其应用优势，指出因其高效节能，简化传动系统，在不久的将来必有广阔的应用前景。

【关键词】永磁同步 电动机 低速大扭矩 高效节能 1 引言 随着经济的发展，人类社会对能源的需求也日益增加，石油、煤炭等不可再生资源也日益枯竭，能源紧张也成为了全球共同关注的话题，党的十六届五中全会强调，要加快建设资源节约型，环境友好型社会。同时，国家也提出了推广变频永磁电动机技术的要求，在这种背景下，低速永磁同步电动机技术也日益成熟，广泛运用到了各个行业中。

2 低速永磁同步电动机的特点 永磁同步电动机与传统感应电动机工作原理基本相同，都是由定子产生磁场带动转子，其不同之处在于低速永磁同步电动机由永磁体励磁替代了传统感应电动机的电励磁。永磁同步电动机具有低速大扭矩、结构简单、功率因数高、效率高、体积小、噪声低、可靠性高等显著优点。

低速大扭矩、结构简单。与传统电动机相比，低速永磁电动机的气隙磁场是有永磁体产生的，加上永磁体形状及磁路设计的多样性，这样就可以简化电动机结构，根据需要灵活设计电动机的外形尺寸。传统感应电动机在起动时存在最小转矩，通常来说其最小转矩倍数小于1，而低速永磁同步电动机是变频起动，在起动时无最小转矩倍数的限制，只要负载所需起动扭矩小于最大转矩，都可以顺利起动。在某些领域，传统感应电动机低起动转矩的特性，使其在选型时不得不提高电动机功率来增大起动转矩，以永磁同步电动机设计转速100rpm为例，由公式

可知，相同功率的低速永磁同步电动机与传统4P电动机相比，其起动扭矩是传统电动机的15倍。

效率、功率因数高。传统感应电动机因存在定子电阻和定子电流损耗，稳定运行时风磨耗也占据一定比例，这些因素限制了功率因数的提高；低速永磁同步电动机在运行时不产生无功励磁电流，且风磨耗、杂耗、机械耗等损耗都低于传统感应电动机，这些因素都使永磁同步电动机的效率、功率因素高于传统感应电动机。大量统计表明，就效率而言，同规格永磁电动机比传统感应电动机提高了2～8%。图1是低速永磁同步电动机和传统感应电动机不同负载下的效率、功率因数曲线，从图中可以看出，低速永磁同步电动机在25%～120%额定负载范围内龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 均可以保持较高的功率因数和效率，而传统感应电动机在低负载率或者高负载率时效率、功率因数同额定负载率相比下降很多，在低负载率时下降尤为明显。低速永磁同步电动机这种高效率、高功率因数的优点是传统感应电动机所不具备的。