永磁同步電機之永磁電機的發(fā)展概況

水磁電機的發(fā)展是與水磁材料的發(fā)展密切相關(guān)的。我國是世界上最早發(fā)現(xiàn)水磁材料的磁特注并把它應用于生產(chǎn)實踐的國家。早在兩千多年前，我國就已利用永磁材料的磁特性制成了指南針，在航海、軍事等領域發(fā)揮了巨大的作用，成為我國古代四大發(fā)明之一

19世紀20年代出現(xiàn)的世界上第一臺電機就是由永磁體產(chǎn)生勵磁磁場的永磁電機。但當時所用的永磁材料是天然磁鐵礦石( F ' O4 )，磁能密度很低，用它制成的電機體積龐大，不久被電勵磁電機所取代由于各種電機迅速發(fā)展的需要和電流充磁器的發(fā)明，人們對永磁材料的機理、構(gòu)成和制造技術(shù)進行了深入研究，相繼發(fā)現(xiàn)了碳鋼、鎢鋼（最大磁能積約2 . 7kJ / m "）、鉆鋼（最大磁能積約〕）等多種水磁材料。特別是20世紀30年代出現(xiàn)的鋁鎳鉆永磁（最大磁能積現(xiàn)可達85 kJ / m "）和50年代出現(xiàn)的鐵氧體永磁（最大磁能積現(xiàn)可達40kJ / m , )，磁性能有了很大提高，各種微型和小型電機又紛紛使用永磁體勵磁。永磁電機的功率小至數(shù)毫瓦，大至幾十千瓦，在軍事、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活中得到廣泛應用，產(chǎn)量急劇增加。相應地，這段時期在永磁電機的設計理論、計算方法、充磁和制造技術(shù)等方面也都取得了突破性進展，形成了以永磁體工作圖圖解法為代表的一套分析研究方法．但是，鋁鎳鉆永磁的矯頑力偏低（36 ? 160kA / m )，鐵氧體永磁的剩磁密度不高（0 . 2一0 . 44T )，限制了它們在電機中的應用范圍。一直到本世紀60年代和80年代，稀土鉆永磁和欽鐵硼永滋（二者統(tǒng)稱稀土水磁）相繼間世，它們的高剩磁密度、高矯頑力、高磁能積和線性退磁曲線的優(yōu)異磁性能特別適合于制造電機，從而使永磁電機的發(fā)展進入一個新的歷史時期。稀土水磁材料的發(fā)展大致分為三個階段。稀土永磁電機的研究和開發(fā)大致可以分成三個階段。

1 ) 60年代后期和70年代．由于稀土鉆永磁價格昂貴，研究開發(fā)重點是航空、航天用電機和要求高性能而價格不是主要因素的高科技領域。

2 ) 80年代，特別是1983年出現(xiàn)價格相對較低的錢鐵硼水磁后，國內(nèi)外的研究開發(fā)重點轉(zhuǎn)到工業(yè)和民用電機上。稀土永磁的優(yōu)異磁性能，加上電力電子器件和微機控制技術(shù)的迅猛發(fā)展，不僅使許多傳統(tǒng)的電勵磁電機紛紛用稀土永磁電機來取代，而且可以實現(xiàn)傳統(tǒng)的電勵磁電機所難以達到的高性能

3）進入90年代以來，隨著永磁材料性能的不斷提高和完善，特別是欽鐵硼永磁的熱穩(wěn)定性和耐腐蝕性的改善和價格的逐步降低以及電力電子器件的進一步發(fā)展加上永磁電機研究開發(fā)經(jīng)驗的逐步成熟，除了大力推廣和應用已有研究成果，使永磁電機在國防、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活等方面獲得越來越廣泛的應用外，稀土永磁電機的研究開發(fā)進入一個新階段。一方面，正向大功率化（高轉(zhuǎn)速、高轉(zhuǎn)矩）、高功能化和微型化方向發(fā)展。目前，稀土水磁電機的單臺容量已超過loookw，最高轉(zhuǎn)速已超過min，最低轉(zhuǎn)速低于。．Olr / min，最小電機的外徑只有0 . smm，長1 Zmm 。另一方面，促使水磁電機的設計理論、計算方法、結(jié)構(gòu)工藝和控制技術(shù)等方面的研究工作出現(xiàn)了端新的局面，有關(guān)的學術(shù)論文和科研成果大量涌現(xiàn)，形成了以電磁場數(shù)值計算和等效磁路解析求解相結(jié)合的一整套分析研究方法和計算機輔助設計軟件。

我國的稀土資源豐富，稀土不稀，稀土礦的儲藏量為世界其他各國總和的4倍左右，號稱“稀土王國” 。稀土礦石和稀土永磁的產(chǎn)量都居世界前列。稀土永磁材料和稀土永磁電機的科研水平都達到了國際先進水平。因此，充分發(fā)揮我國稀土資源豐富的優(yōu)勢，大力研究和推廣應用以稀土永磁電機為代表的各種永磁電機，對實現(xiàn)我國杜會主義現(xiàn)代化具有重要的理論意義和實用價值。