在電機(jī)行業(yè)一直有一種說法，德國人壟斷了大電機(jī)，日本人壟斷了小電機(jī)

永磁電機(jī)是將永磁材料（稀土）永久磁體置于轉(zhuǎn)子磁極上而構(gòu)成的電機(jī)，其具有高功率密度、高控制精度和低噪音等特點(diǎn)。永磁電機(jī)（permanent magnetic motor, PMM）是指具有永久磁體的旋轉(zhuǎn)電機(jī)。與繞線轉(zhuǎn)子電機(jī)相比，永磁電機(jī)具有體積小、重量輕、功率密度高等優(yōu)點(diǎn)，可以提高電機(jī)的效率和功率因數(shù)。 在工業(yè)中，永磁直流電動(dòng)機(jī)廣泛用于各種數(shù)控機(jī)床、精密儀器儀表及其他需要精確控制轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的設(shè)備上。隨著微電子技術(shù)及電力電子技術(shù)的迅速發(fā)展，永磁直流電動(dòng)機(jī)正朝著高速化、高功率密度化和智能化方向發(fā)展，在一些對(duì)速度和轉(zhuǎn)矩要求特別嚴(yán)格的應(yīng)用場(chǎng)合（如數(shù)控機(jī)床）中被廣泛采用。

永磁電機(jī)是利用永磁體作為轉(zhuǎn)子，依靠永磁體產(chǎn)生的“磁阻轉(zhuǎn)矩”來控制電機(jī)運(yùn)行的一種電機(jī)。

永磁電機(jī)是以永磁材料為勵(lì)磁材料，由永磁體產(chǎn)生的磁阻轉(zhuǎn)矩來驅(qū)動(dòng)電機(jī)，具有無勵(lì)磁電流、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高、無機(jī)械磨損、效率高和壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。永磁電機(jī)具有很寬的調(diào)速范圍，低速時(shí)不受轉(zhuǎn)矩波動(dòng)的影響，高速時(shí)仍能保持良好的控制性能。尤其適用于大轉(zhuǎn)矩負(fù)載。

永磁電機(jī)可以在很寬的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)恒功率運(yùn)行，在低速時(shí)其效率非常高。但它一般要求采用大容量的電池來保證低速性能，而大容量電池造價(jià)昂貴，因此限制了永磁電機(jī)在低速范圍內(nèi)的應(yīng)用。

由于永磁材料具有高磁性，因而使電機(jī)產(chǎn)生磁阻轉(zhuǎn)矩（magnetic resistance）非常高，這種轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速組合就是我們所說的永磁無刷直流電機(jī)（BLDC）。與傳統(tǒng)有刷直流電機(jī)相比，永磁無刷直流電機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、控制容易、維護(hù)方便、壽命長(zhǎng)、效率高和重量輕等優(yōu)點(diǎn)，使其在各方面的優(yōu)勢(shì)都非常明顯。

基本定義

永磁電機(jī)是指以永磁材料為轉(zhuǎn)子，經(jīng)永磁體產(chǎn)生的“磁阻”（magnetic resistance）來驅(qū)動(dòng)電機(jī)。

由于永磁材料的磁化是可逆的，當(dāng)在磁場(chǎng)中加一個(gè)正弦電流時(shí)，磁化被打斷，同時(shí)也產(chǎn)生了一個(gè)附加磁通，這一附加磁通與原磁場(chǎng)方向相反，產(chǎn)生了一個(gè)額外的磁拉力，將轉(zhuǎn)子向外拉。而當(dāng)不加電流時(shí)，磁拉力消失，因此稱為無刷直流電機(jī)。

電機(jī)通過定子齒上的銅線向外導(dǎo)電，當(dāng)用銅線繞成線圈時(shí)形成電流回路，產(chǎn)生磁場(chǎng)。電磁轉(zhuǎn)矩就是由定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)對(duì)轉(zhuǎn)子作切割磁力線運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩。

由于電機(jī)定子繞組為直流電路，當(dāng)電壓一定時(shí)，定子繞組中通過電流與電壓成正比。因此只要有一定頻率的正弦電流就可以產(chǎn)生一定頻率的轉(zhuǎn)矩。

用途

永磁電機(jī)廣泛用于通用機(jī)械、冶金、化工、輕工、紡織等行業(yè)。它的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，尺寸小，重量輕，效率高，運(yùn)行可靠，被廣泛用于各種負(fù)載的驅(qū)動(dòng)和控制系統(tǒng)中。

例如：在普通的機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)中采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)的有：電動(dòng)葫蘆、電動(dòng)自行車；在各種機(jī)床（包括數(shù)控機(jī)床）中采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)的有：數(shù)控車床、數(shù)控銑床（加工中心），加工中心（高速加工中心）；在紡織機(jī)械中采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)的有：電腦橫機(jī)和電腦紗管機(jī)；在印刷機(jī)械中采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)的有：塑料印刷機(jī)、壓花機(jī)（壓花膠套）；在電子產(chǎn)品（如彩電、計(jì)算機(jī)、投影機(jī)等）中采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)的有：數(shù)碼相機(jī)和數(shù)碼攝像機(jī)；在制藥機(jī)械上采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)的有：胰島素泵和血液透析泵等等。

結(jié)構(gòu)

永磁無刷直流電機(jī)由轉(zhuǎn)子、定子、電樞、磁鋼及永磁體組成，電機(jī)的定子通以三相交流電，定子繞組經(jīng)集電環(huán)連接電樞繞組，通過電樞與定子上的永磁體轉(zhuǎn)子鐵芯相接觸，轉(zhuǎn)子上的集電環(huán)又與直流電壓、電流互感器并聯(lián)，從而構(gòu)成一個(gè)完整的電機(jī)系統(tǒng)。

永磁無刷直流電機(jī)在結(jié)構(gòu)上與有刷直流電機(jī)相同，只是采用了無刷化的結(jié)構(gòu)，消除了傳統(tǒng)有刷直流電機(jī)的機(jī)械換向及機(jī)械制動(dòng)問題。但由于定子結(jié)構(gòu)、繞組連接方式的改變，導(dǎo)致了永磁無刷直流電機(jī)在電磁設(shè)計(jì)、控制策略、電磁干擾等方面與有刷直流電機(jī)存在較大差異。

永磁無刷直流電機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其電磁設(shè)計(jì)難度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于有刷直流電機(jī)。傳統(tǒng)有刷直流電機(jī)一般采用雙繞組結(jié)構(gòu)，但由于其采用的是滑環(huán)電樞并聯(lián)方式，使得繞組分布較為復(fù)雜。而永磁無刷直流電機(jī)一般采用單繞組結(jié)構(gòu)，所以繞組分布相對(duì)簡(jiǎn)單。

組成

永磁電機(jī)的主要構(gòu)成是以永磁材料為磁心的轉(zhuǎn)子，磁心與轉(zhuǎn)子的配合一般有兩種：一種是直接配合，即將磁心安裝在轉(zhuǎn)子槽內(nèi)，它與轉(zhuǎn)子是面配合；另一種是間接配合，即磁心與轉(zhuǎn)子軸相對(duì)位置通過轉(zhuǎn)子繞組連接而構(gòu)成磁極。

永磁電機(jī)由定子、轉(zhuǎn)子組和電刷組成。定子由定子鐵芯和繞組組成；轉(zhuǎn)子組由槽極數(shù)不同的6個(gè)或8個(gè)扇形電刷組成；電刷為永磁材料，以接觸式方式工作，在電機(jī)中起換向作用。在電機(jī)運(yùn)行過程中，電刷與轉(zhuǎn)子組和定子鐵芯之間均構(gòu)成回路，與轉(zhuǎn)子形成回路的有電刷的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)、換向器磁場(chǎng)（線圈或換向器）和與換向器構(gòu)成回路的繞組磁極。以上四種基本組成部分共同組成了一個(gè)完整的永磁電機(jī)。

特性

1、使用壽命長(zhǎng)

2、節(jié)能

3、運(yùn)行可靠

4、堅(jiān)固耐用

5、使用方便

6、性價(jià)比高

7、體積小，重量輕，功率密度大（相同體積下功率密度比其他種類電機(jī)大很多）

8、轉(zhuǎn)速高，調(diào)速范圍廣，效率高。

9、效率和功率因數(shù)較高（效率在95%以上，功率因數(shù)達(dá)到0.98以上）

10、體積小，重量輕。

11、無轉(zhuǎn)子摩擦損耗。

12、可與微處理器集成，具有通信功能。可以采用電池供電。有較強(qiáng)的適應(yīng)能力，即可以在極短的時(shí)間內(nèi)啟動(dòng)，同時(shí)又能長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定工作。啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，可達(dá)10N·m以上。起動(dòng)轉(zhuǎn)矩可達(dá)額定轉(zhuǎn)矩的20%左右。具有過載能力大（能在額定電壓和電流下正常工作），調(diào)速范圍廣（直流調(diào)速器可達(dá)30%以上）的特點(diǎn)。并且還具有恒轉(zhuǎn)矩控制（即 MTPA控制）的特點(diǎn)；既可單臺(tái)獨(dú)立運(yùn)行，也可以多臺(tái)級(jí)聯(lián)運(yùn)行。

分類

永磁電機(jī)可分為無轉(zhuǎn)子無刷直流電機(jī)、有轉(zhuǎn)子無刷直流電機(jī)。其區(qū)別在于是否有刷運(yùn)行。

無轉(zhuǎn)子永磁電機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組是一個(gè)或多個(gè)繞組，將轉(zhuǎn)子繞組串接起來，構(gòu)成一個(gè)三相定子繞組。轉(zhuǎn)子是一個(gè)永磁體，定子上有轉(zhuǎn)子齒，把它放在轉(zhuǎn)子上即可實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。無刷直流電機(jī)的轉(zhuǎn)子由永磁體勵(lì)磁，其結(jié)構(gòu)與有刷直流電機(jī)相同。定子一般采用硅鋼片疊成，具有高磁導(dǎo)率和高抗退磁能力等優(yōu)點(diǎn)。但由于無刷直流電機(jī)采用的是無刷結(jié)構(gòu)，所以其可靠性遠(yuǎn)高于有刷系統(tǒng)。無轉(zhuǎn)子永磁電機(jī)的技術(shù)關(guān)鍵是如何保證無轉(zhuǎn)子磁極不被磨損，它可以通過多層繞組技術(shù)加以解決。因?yàn)槊總€(gè)轉(zhuǎn)子上都有一個(gè)永磁體，所以其損耗要比有刷系統(tǒng)小得多。無極調(diào)速時(shí)轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)中運(yùn)行，使其旋轉(zhuǎn)速度與電源頻率一致就可以實(shí)現(xiàn)恒功率或恒轉(zhuǎn)矩控制；在高速運(yùn)行時(shí)也可實(shí)現(xiàn)恒功率或恒轉(zhuǎn)矩控制。

應(yīng)用與發(fā)展趨勢(shì)

永磁無刷直流電機(jī)應(yīng)用于各類消費(fèi)電子產(chǎn)品，包括：電腦、手機(jī)、智能音箱、家用電器和汽車。各種便攜式消費(fèi)電子產(chǎn)品在電池容量、電池壽命以及功能等方面對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的可靠性提出了更高的要求。永磁無刷直流電機(jī)具有體積小，重量輕，效率高等優(yōu)點(diǎn)，在便攜式消費(fèi)電子產(chǎn)品中具有廣泛的應(yīng)用前景。目前永磁無刷直流電機(jī)主要應(yīng)用于以下領(lǐng)域：

1.對(duì)體積要求不高，但要求低噪音，無震動(dòng)；

2.要求高性能，高效率，低成本；

3.要求有良好的驅(qū)動(dòng)能力，寬轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)有較高的控制精度；

4.需要較大的輸出功率和較強(qiáng)的轉(zhuǎn)矩響應(yīng)；

5.需要有一定程度的機(jī)械過載能力。近年來隨著電子技術(shù)、控制技術(shù)和電機(jī)設(shè)計(jì)技術(shù)的不斷提高和完善，永磁無刷直流電機(jī)以其體積小、重量輕、效率高、轉(zhuǎn)矩大、調(diào)速范圍寬、可靠性好等優(yōu)點(diǎn)成為新一代高性能交流電機(jī)。