永磁同步电机之关于小功率永磁电机的发展概况

    19世纪20年代，世界上制造出了第一台电机，这台电机就是永磁体励磁的永磁电机。但是当时所用的永磁材料都是天然磁铁，其磁能密度很低，因而制造出的电机体积庞大、造价较高，很快便被电励磁所代替。后来由于铝镍钻永磁材料的出现和铁氧体永磁材料性能的提高，各种微型及小功率永磁电机便纷纷在市场上出现。

铝镍钻永磁电机是一种兴起较早的电机，由于铝镍钻永磁体有较高的剩余磁感应强度、温度系数小、居里温度高、热稳定性好、抗氧化能力强、耐腐蚀强和加工性能好，20世纪30年代问世以来，在军事工业的精密电机中一直占有重要地位，直流力矩电动机、直流伺服电动机、永磁同步电动机、永磁感应步进电动机、低速同步电动机等方面早已取得应用，此外精密仪器及需要更大动力的驱动机械等方面，如医疗机械、电动执行机械、航行、军工等方面场合也有应用。但铝镍钻永磁材料矫顽力低、退磁曲线为非线性、抗退磁能力差，因而在应用时受到限制。另外，这种材料需要一种战略物资―钻，其价格昂贵，因而限制了这种永磁电机的发展。

在一些产品中，最常见的是铁氧体励磁的永磁直流电机，它们主要用作日常生活中的家用电器、电动玩具、汽车电器及电动工具等方面驱动电机。自从稀土永磁材料出现后，永磁电机应用场合逐渐增加。 20世纪60年代后期及70年代，稀土永磁电机便开始出现，但这些稀土永磁电机研究与开发的重点基本是航空、航天和要求高性能的场合，即价格不是主要考虑因素的高科技领域。

到了20世纪80年代以后，铰铁硼永磁材料价格相对下降，钦铁硼永磁电机研究和应用也得到了很大发展。首先是在小功率电机及微特电机领域中发展最快，国外工业发达国家，特别是日、美、德、英等国家投人了大量资金竞相开发，不少产品已投人大规模工业化生产。生产的产品广泛应用于音响、计算机外部设备、打印机、打字机、传真机、磁盘机、录像机、钟表及仪器仪表中，从所用电机种类看，小功率步进电动机、交直流伺服电动机及音响电动机居多。小功率步进电机的生产目前以日本居于前列，日本精工·艾普生公司( SEC）用粘结铰铁硼永磁材料开发的小功率步进电动机重量比原系列产品重量减轻40％以上，已形成中15～中55mm的16种规格的系列产品，主要用于办公自动化。

伺服电机分为直流伺服和交流伺服电动机两大类，直流伺服电动机具有较好的调速特性、机械特性和控制特性，但由于电刷和换向器使用维护不便，近年来交流伺服电动机的特性不断改善，已有替代直流伺服电动机的趋势，日本安川电机公司研制的新型交流伺服钦铁硼电动机比原来的衫钻电动机价格下降30 % -50％。

音响电动机是一种直线电动机，是精密定位控制中执行元件，主要用于磁盘机、激光唱机、激光录像机中，用来驱动和控制录放头作寻找地址用，这种电动机原来所用永磁材料是铁氧体，应用钦铁硼材料后磁盘可微型化，高密度化。例如铁氧体电动机配用14in ( 35 . 6cm）盘，而铰铁硼永磁电动机则配用3 . 5一2 . sin ( 8 . 89一6 . 35cm）盘，磁盘尺寸大大减小。音响电动机产量最大的国家仍然是美国和日本，1988年日本音响电动机产量为546万台，1990年美国驱动器产量约为750万台。

中大型永磁电机近年来也得到很大发展，但国外钦铁硼电机在中大型功率产品方面报道很少，我国是在中大型钦铁硼永磁电机方面研制比较早的国家。不论是大型永磁励磁机，还是永磁同步电动机等方面均获得不少成就。我国高校和科研单位，如上海电器科学研究所（集团）有限公司、中国科学院电工研究所、沈阳工业大学、西北工业大学等单位均做出了一定的贡献。

    永磁电机发展和永磁材料的发展息息相关，永磁材料发展优势给永磁电机发展以动力，两者互相依存、互相促进。两者的发展一定会给我国电机行业带来新的春天。