一、發展永磁同步電機意義；

我國電動機保有量大，消耗電能大，設備老化，效率較低。

永磁同步電動機(PMSM)具有體積小、效率高、功率因數高、起動力矩大、力能指標好、溫升低等特點。

二、永磁同步電機基本原理、

電機是以磁場為媒介進行機械能和電能相互轉換的電磁裝置。

為在電機內建立進行機電能量轉換所必需的氣隙磁場，可有兩種方法：一種是在電機繞組內通以電流來產生磁場，如普通的直流電機，同步電機和異步電機等；另一種是由永磁體來產生磁場，即永磁同步電機。

從基本原理來講：永磁同步電機與傳統電勵磁同步電機是一樣的，其唯一區別為傳統的電勵磁同步電機是通過在勵磁繞組中通入電流來產生磁場的，而永磁同步電機是通過永磁體來建立磁場的。

三、永磁同步電機相比異步電機的優勢；

1、效率高、更加省電：

a、由于永磁同步電機的磁場是由永磁體產生的，從而避免通過勵磁電流來產生磁場而導致的勵磁損耗（銅耗）；

b、永磁同步電機的外特性效率曲線相比異步電機，其在輕載時效率值要高很多，這是永磁同步電機在節能方面，相比異步電機最大的一個優勢。因為通常電機在驅動負載時，很少情況是在滿功率運行，這是因為：一方面用戶在電機選型時，一般是依據負載的極限工況來確定電機功率，而極限工況出現的機會是很少的，同時，為防止在異常工況時燒損電機，用戶也會進一步給電機的功率留裕量；另一方面，設計者在設計電機時，為保證電機的可靠性，通常會在用戶要求的功率基礎上，進一步留一定的功率裕量，這樣導致在實際運行的電機90%以上是工作在額定功率的70%以下，特別是在驅動風機或泵類負載，這樣就導致電機通常工作在輕載區。對異步電機來講，其在輕載時效率很低，而永磁同步電機在輕載區，仍能保持較高的效率，其效率要高于異步電機20%以上。

c、由于永磁同步電機功率因數高，這樣相比異步電機其電機電流更小，相應地電機的定子銅耗更小，效率也更高。

d、系統效率高：永磁電機參數，特別是功率因數，不受電機極數的影響，因此便于設計成多極電機（如可以100極以上），這樣對于傳統需要通過減速箱來驅動負載電機，可以做成直接用永磁同步電機驅動的直驅系統，從而省去了減速箱，提高了傳動效率。

2、功率因數高：

由于永磁同步電機在設計時，其功率因數可以調節，甚至可以設計成功率因數等于1，且與電機極數無關。而異步電機隨著極數的增加，由于異步電機本身的勵磁特點，必然導致功率因數越來越低，如極數為8極電機，其功率因數通常為0.85左右，極數越多，相應功率因數越低。即使是功率因數最高的2極電機，其功率因數也難以達到0.95。電機的功率因數高有以下幾個好處：

a、功率因數高，電機電流小，電機定子銅耗降低，更節能；

b、功率因數高，電機配套的電源，如逆變器，變壓器等，容量可以更低，同時其他輔助配套設施如開關，電纜等規格可以更小，相應系統成本更低。

c、由于永磁同步電機功率因數高低不受電機極數的限制，在電機配套系統允許的情況下，可以將電機的極數設計的更高，相應電機的體積可以做得更小，電機的直接材料成本更低。

3、電機結構簡單靈活：

a、由于異步電機轉子上需要安裝導條、端環或轉子繞組，大大限制了異步電機結構的靈活性，而永磁同步電機轉子結構設計更為靈活，如對鐵路牽引電機，可以將電機轉子的磁鋼可直接安裝在機車輪對的轉軸上，從而省去了減速齒輪箱，結構大為簡化；又如永磁風力發電機，電機做成外轉子直驅結構，電機的轉子與葉輪做成一個整體，隨葉輪一起轉動，而定子固定在支撐塔上。

b、由于永磁同步變頻調速電機參數不受電機極數的限制，便于實現電機直接驅動負載，省去噪音大，故障率高的減速箱，增加了機械傳動系統設計的靈活性

4、可靠性高：

從電機本體來對比，永磁同步變頻調速電機與異步電機的可靠性相當，但由于永磁同步電機結構的靈活性，便于實現直接驅動負載，省去可靠性不高的減速箱；在某些負載條件下甚至可以將電機設計在其驅動裝置的內部，如風力發電直驅裝置，石油鉆機的絞車驅動裝置，從而可以省去傳統電機故障率高的軸承：大大提高了傳動系統的可靠性。

5、體積小，功率密度大：

永磁同步變頻調速電機體積小，功率密度大的優勢，集中體現在驅動低速大扭矩的負載時，一個是電機的極數的增多，電機體積可以縮小。還有就是：電機效率的增高，相應地損耗降低，電機溫升減小，則在采用相同絕緣等級的情況下，電機的體積可以設計的更小；電機結構的靈活性，可以省去電機內許多無效部分，如繞組端部，轉子端環等，相應體積可以更小。

6、起動力矩大、噪音小、溫升低：

a、永磁同步電機在低頻的時候仍能保持良好的工作狀態，低頻時的輸出力矩較異步電機大，運行時的噪音小；

b、轉子無電阻損耗，定子繞組幾乎不存在無功電流，因而電機溫升低，同體積、同重量的永磁電機功率可提高30%左右；同功率容量的永磁電機體積、重量、所用材料可減少30%。

四、永磁同步電機應用前景；

基于永磁同步電機上述眾多優勢，特別在目前國家‘節能減排’的大背景下，其應用前景極為廣闊。隨著永磁體及永磁同步電機控制技術的日益成熟可靠，其應用范圍基本上可以覆蓋目前應用電機所有領域。