永磁同步電機(jī)之永磁電機(jī)的發(fā)展概況

水磁電機(jī)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(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)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(lǐng)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(jì)20年代出現(xiàn)的世界上第一臺電機(jī)就是由永磁體產(chǎn)生勵磁磁場的永磁電機(jī)。但當(dāng)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(jī)體積龐大，不久被電勵磁電機(jī)所取代由于各種電機(jī)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(jī)理、構(gòu)成和制造技術(shù)進(jìn)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(jì)30年代出現(xiàn)的鋁鎳鉆永磁（最大磁能積現(xiàn)可達(dá)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(dá)40kJ / m , )，磁性能有了很大提高，各種微型和小型電機(jī)又紛紛使用永磁體勵磁。永磁電機(jī)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(yīng)用，產(chǎn)量急劇增加。相應(yīng)地，這段時期在永磁電機(jī)的設(shè)計(jì)理論、計(jì)算方法、充磁和制造技術(shù)等方面也都取得了突破性進(jìn)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(jī)中的應(yīng)用范圍。一直到本世紀(jì)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(jī)，從而使永磁電機(jī)的發(fā)展進(jìn)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(jī)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(diǎn)是航空、航天用電機(jī)和要求高性能而價格不是主要因素的高科技領(lǐng)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(diǎn)轉(zhuǎn)到工業(yè)和民用電機(jī)上。稀土永磁的優(yōu)異磁性能，加上電力電子器件和微機(jī)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(jī)紛紛用稀土永磁電機(jī)來取代，而且可以實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)的電勵磁電機(jī)所難以達(dá)到的高性能

3）進(jìn)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(jìn)一步發(fā)展加上永磁電機(jī)研究開發(fā)經(jīng)驗(yàn)的逐步成熟，除了大力推廣和應(yīng)用已有研究成果，使永磁電機(jī)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(yīng)用外，稀土永磁電機(jī)的研究開發(fā)進(jìn)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(jī)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(jī)的外徑只有0 . smm，長1 Zmm 。另一方面，促使水磁電機(jī)的設(shè)計(jì)理論、計(jì)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(xué)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(jì)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(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)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(jī)的科研水平都達(dá)到了國際先進(jìn)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(yīng)用以稀土永磁電機(jī)為代表的各種永磁電機(jī)，對實(shí)現(xiàn)我國杜會主義現(xiàn)代化具有重要的理論意義和實(shí)用價值。