永磁电机分析和总结.docx

永磁直流电机（有换向器），无刷直流电机（直流电机特性，电子换向），永磁（1）

永磁直流电机（有换向器），无刷直流电机（直流电机特性，电子换向），永磁

（1）永磁电机是指使用了永磁体的电机，这类电机不需要励磁，大致可分为：

同步电机（交流电机特性）等。

（2）永磁电机与普通电机区别：与普通电机相比，永磁电机具有功率密度高，特征信号小，结构简单，运行可靠，电机的尺寸和形状灵活多样等性能特点，具体体现在以下五个方面：

一是功率密度和效率高。这里所说的功率密度高，主要是指永磁电机体积小而发电或输出功率大。这是因为永磁电机的励磁磁场由永磁体提供，转子不需要励磁电流，电机效率提高，与传统电机相比，任意转速点均节约电能，尤其在转速较低的时候这种优势尤其明显。现代潜艇大都采用大直径低速7叶大侧斜螺旋桨或泵喷推进器，转速低，推进效率高。而且，潜艇在水下多以低噪声速度机动，使得永磁电机的这一优势得到更好的体现和发挥。

二是体积小，重量轻。由于使用了高性能的永磁材料提供磁场，使得永磁电机的气隙磁场较普通电机大大增强，而永磁电机的体积和重最较普通电机则大大缩小。例如11千瓦的普通电机重量为220千克，而永磁电机仅为92千克，相当于普通电机重量的45.8%。

三是故障率更低、使用普遍。由于使用了高性能的稀土永磁材料提供磁场，因此故障率更低，使用更加普遍。

四是启动转矩大。由于永磁电机正常工作时转子绕组不起作用，因而在设计时可

四是启动转矩大。由于永磁电机正常工作时转子绕组不起作用，因而在设计时可

使转子绕组完全满足高起动转矩的要求，例如从1.8倍上升到2.5倍，甚至更大。

永磁电机

优点：

1. 转子没有损耗，具有更高的效率

1. 转子没有损耗，具有更高的效率

2. 电机体积较小、重量轻

3. 由转子磁钢产生气隙磁密，功率因素较高

4.调速范围宽

4.调速范围宽

5.转动惯量小，允许脉冲转矩大，可获得较高的加速度，动态性能好

6.噪音小、过载能力大

缺点：

1. 回收困难

1. 回收困难

2.逆变器故障易导致退磁

2.逆变器故障易导致退磁

3.安全维修困难

感应电机优点：

1.小型轻量化；

1.小型轻量化；

2.易实现转速超过10000r/min的高速旋转；

3.高速低转矩时运转效率高；

4.低速时有高转矩，以及有宽泛的速度控制范围；

5.高可靠性（坚固）；

6.制造成本低；

7.控制装置的简单化；

缺点：功率因数滞后，轻载功率因数低，调速性能稍差。

永磁电机：1、控制问题

永磁电机：

1、控制问题

永磁电机制成后不需外界能量即可维持其磁场，但也造成从外部调节、

控制其磁场极为困难。永磁发电机难以从外部调节其输出电压和功率因数，永磁

直流电动机不能再用改变励磁的办法来调节其转速。

2、不可逆退磁问题

如果设计或使用不当，永磁电机在过高（钕铁硼永磁）或过低（铁氧体

如果设计或使用不当，永磁电机在过高（钕铁硼永磁）或过低（铁氧体

永磁）温度时，在冲击电流产生的电枢反应作用下，或在剧烈的机械震动时有可

能产生不可逆退磁，或叫失磁，使电机性能降低，甚至无法使用。

3、成本问题

铁氧体永磁电机，特别是微型永磁直流电动机，由于结构工艺简单、质量减

轻，总成本一般比电励磁电机低，因而得到了极为广泛的应用。由于稀土永磁目

前价格还比较贵，稀土永磁电机的成本一般比电励磁电机高，这需要用它的高性

能和运行费用的节省来补偿。

因此永磁电机适于小功率的场合。

感应电机：

感应电机：

优点：

1）小型轻量化；

2）易实现转速超过10000r/min的高速旋转；

3）高速低转矩时运转效率高；

4）低速时有高转矩，以及有宽泛的速度控制范围；

5）高可靠性（坚固）；

6）制造成本低；

7）控制装置的简单化；

7）控制装置的简单化；

缺点：功率因数滞后，轻载功率因数低，调速性能稍差。

永磁同步电机(英文全称permanentmagnetsynchronousmotor，简称

PMSM)：

1. 简介：

1. 简介：永磁同步电动机的组成部分：定子、永久磁钢转子、位置传感器、

电子换向开关等。

电子换向开关等。

同步发电机

同步发电机为了实现能量的转换，需要有一个直流磁场而产生这个磁场的

直流电流，称为发电机的

直流电流，称为发电机的励磁电流。根据励磁电流的供给方式，凡是从其

它电源获得

它电源获得励磁电流的发电机，称为他励发电机，从发电机本身获得励磁

电源

电源的，则称为自励发电机。

2.

2. 优点：永磁同步电动机具有结构简单，体积小、重量轻、损耗小、效率高、

功率因数高等优点，主要用于要求响应快速、调速范围宽、定位准确的高

功率因数高等优点，主要用于要求响应快速、调速范围宽、定位准确的高

性能伺服传动系统和直流电机的更新替代电机。

性