一：永磁同步电机的结构、特点及其应用

永磁同步电机的主体是由转子和定子两部分组成。电机的定子指的是电机在运行过程中不动部分，主要是由硅钢冲压片，三相对称地分布在其槽中的绕组、固定铁心用的机壳以及端盖等部分组成。永磁同步电机的定子和异步电动机的定子结构基本相同。转子主要山永磁体、导磁扼和转轴构成。永磁体贴在导磁扼上，导磁扼为圆筒形，套在转轴上。永磁同步电动机的转子磁钢的几何形状不同，使得转子磁场在空间的分布可分为正弦波和梯形波两种。习惯上又把正弦波永磁同步电动机组成的调速系统称为正弦型永磁同步电动机(PMSM)调速系统，而由梯形波(方波)永磁同步电动机组成的调速系统，在原理和控制方法上与直流电动机系统类似，故称这种系统为无刷直流电动机(BLDCM)调速系统。[1]

无刷直流电动机(BLDCM)转子采用铁磁或稀土永磁材料，低惯量，高效率（转子发热量小）。没有电刷和机械换向器带来的一系列问题（机械噪声、火花、电磁干扰、寿命短）。具有动转矩大、过载能力强、体积小、效率高、控制方便等优点。但永磁材料在受到振动、高温和过载电流作用时，其导磁性能可能会下降或发生退磁现象，将降低永磁电动机的性能，严重时还会损坏电动机。在高性能家用电器、计算机外设、轻工机械、交通用设备和机器人驱动上都有广泛应用。

永磁同步电机(PMSM)的运行原理与电励磁同步电机相同,但它以永磁体提供的磁通代替后者的励磁绕组励磁, 使电机结构更为简单。具有电励磁电机无可比拟的优点：力能指标好；可大气隙化，便于构成新型磁路；电枢反应小，抗过载能力强；温升低：转子绕组中不存在电阻损耗，定子绕组中几乎不存在无功电流，因而电机温升低；体积小、重量轻、耗材少：同容量的永磁同步电机体积、重量、所用材料可以减小30%左右；效率高：在转子上嵌入永磁材料后，在正常工作时转子与定子磁场同步运行，转子绕组无感生电流，不存在转子电阻和磁滞损耗，提高了电机效率；功率因数高：永磁同步电机转子中无感应电流励磁，定子绕组呈现阻性负载，电机的功率因数近于1，减小了定子电流，提高了电机的效率。同时功率因数的提高，提高了电网品质因数，减小了输变电线路的损耗，输变电容量也可降低，节省了电网投资；起动转矩大：在需要大起动转矩的设备(如油田抽油电机)中，可以用较小容量的永磁电机替代较大容量的电机。节省了设备投入费用，提高了系统的运行效能；[2]

永磁同步电机又可以根据永磁体在转子上的位置的不同，永磁同步电动机主要可分为：表面式转子结构（又细分为表面凸出式转子结构和表面插入式转子结构）和内置式（又细分为径向式、切向式和混合式）。

随着国际社会对低碳经济和节能减排要求的日益提高，永磁同步电机系统凭借其性能优势在伺服系统、电动汽车、轨道交通、采暖通风、石油、钻井、电梯、流程工业、船舶推进、风力发电、航空航天和国防等领域获得了越来越广泛的应用。[3]

1.在电梯领域应用

相比于传统的齿轮驱动的电梯系统，采用永磁同步电机的无齿轮曳引机的效率可高达0.9以上，比交流异步电机 减速箱结构系统可节能30%以上；永磁同步电机产生较小的谐波噪声，应用于电梯系统中，可以带来更佳的舒适感；永磁同步电机与感应电机相比更加紧凑，体积更小。通过设计多级对数可以进一步减小电机体积，同时可以提供较大的转矩。现在的电机制造技术使得永磁同步电机低速下能够产生足够大的转矩；永磁同步电机转子没有损耗，效率更高，而感应电机功率因数和效率随极对数增加迅速降低。由于以上优点，使用永磁同步电机的无齿轮传动系统成为了电梯电力推动系统发展的方向。

2.在船舶电力推进领域应用

推进电机是船舶综合电力系统的重要组成部分。永磁同步推进电机具有体积小、重量轻、效率高、噪声低、易于实现集中遥控、可靠性高、可维护性好等优点，是船舶推进电机的理想选择。目前大部分船舶电力推进装置都采用永磁同步电机，如西门子、ABB和AIstom等都已形成产业。德国西门子已制成了由6相变频电源供电的1095kw、230r/min的稀土永磁同步电动机，与过去使用的直流电动机相比，其体积减少了60%左右，总损耗降低了20%。俄罗斯最近也试制成功3500kw的大型稀土永磁同步电机。