殷藝誠

摘?要： 隨著社會的發(fā)展、科學(xué)技術(shù)的不斷進步，在工業(yè)生產(chǎn)中由于技術(shù)的迭代更新，出現(xiàn)了永磁同步電機。永磁同步電機的出現(xiàn)促進了工業(yè)技術(shù)的進步，也推動了工業(yè)的生產(chǎn)和革新進度。2019年12月25日，云南錫業(yè)股份有限公司老廠分公司將永磁同步電動機傳動的載人豎井提升機系統(tǒng)應(yīng)用于黑山豎井，由此，標志著國內(nèi)金屬非金屬礦山永磁同步電機在載人豎井提升機系統(tǒng)上的成功運用。由于原有提升設(shè)備設(shè)施使用年限過長，配套控制系統(tǒng)技術(shù)落后，而永磁同步電機的更新迭代，使得性能改變，增強了壽命，保證了安全。本文就永磁同步電機的發(fā)展歷程，闡述永磁同步電機在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞： 永磁電機;工業(yè)生產(chǎn);迭代更新

【中圖分類號】TN86?【文獻標識碼】A?【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.41.162

1?永磁同步電機的發(fā)展路程及特性

1.1?發(fā)展歷程

永磁同步電機有很多其他的名稱，比如稀土永磁同步電機、永磁電機以及交流永磁同步電機等。永磁同步電機的發(fā)展是伴隨著永磁材料的發(fā)展而發(fā)展的，因此同步電機的發(fā)展依賴于永磁材料的發(fā)現(xiàn)與研究。在永磁材料這一領(lǐng)域，我國可以說是很早進行永磁材料的研究與實踐的國家，永磁材料其實也是一種磁場磁性的應(yīng)用。我們耳熟能詳?shù)乃拇蟀l(fā)明中的指南針就是運用了永磁材料的磁性指向作用。

第一臺永磁同步電機是在19世紀20年代出現(xiàn)的，工作原理是利用天然磁鐵礦石（Fe3O4的磁性進行發(fā)電;但由于材料所限，很快電力磁電機的出現(xiàn)就取代了天然礦石。隨著科技的進一步發(fā)展，對于電流的研究，使得電機發(fā)生了新一代的更替，電流充磁器的產(chǎn)生、碳鋼鎢鋼多種永磁材料的發(fā)現(xiàn)，都讓電機在不斷進步。鋁鎳鈷永磁和鐵氧體永磁逐漸被發(fā)現(xiàn)磁性性能較大，在微型和小型電機上進行了更廣泛的應(yīng)用。二十世紀60到80年代，逐漸發(fā)現(xiàn)了鐵氧體永磁和鋁鎳鈷永磁存在些問題，而稀土鈷永磁和釹鐵硼永磁可以很好的改善原有永磁材料的問題，具有更高的磁性更適合制造電機，這意味著永磁電機又進入了新的發(fā)展時期。

1.2?特性

永磁電機具有較高的功率質(zhì)量比，能夠提升整體的效率，產(chǎn)生更多的電動勢能。由于產(chǎn)生磁性較為穩(wěn)定以及極限轉(zhuǎn)速和制動性能具有優(yōu)勢，被廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的各個領(lǐng)域。隨著頻率的改變，永磁電機的相關(guān)參數(shù)也會發(fā)生改變，能夠增加在不同工業(yè)領(lǐng)域的適用范圍。

2?永磁電機廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域

2.1?電動汽車應(yīng)用領(lǐng)域

電動汽車相比傳統(tǒng)汽車，產(chǎn)生的污染大大減少，能夠?qū)崿F(xiàn)安全綠色出行。當前很多企業(yè)也將戰(zhàn)略發(fā)展的目光投入到電動汽車的研發(fā)和生產(chǎn)方面。但研發(fā)和生產(chǎn)電動汽車首先就要解決電池以及驅(qū)動的問題，而在電動汽車的驅(qū)動過程中就不可避免的用到了永磁同步電動機。當前永磁同步電動機在電動汽車領(lǐng)域應(yīng)用相當廣泛。依靠磁力來產(chǎn)生驅(qū)動力，使得電動汽車能正常行駛。

同時，由于近來新能源汽車的勢頭越來越猛烈，永磁電動機的功率密度、轉(zhuǎn)矩響應(yīng)、調(diào)速范圍、效率、再生制動、可靠性、電磁兼容、安全性等方面通過嚴格的調(diào)整和控制是可以達到相關(guān)標準的。

在新能源汽車領(lǐng)域能夠促進電力節(jié)省，不浪費每一分電;永磁同步電機和相關(guān)的其它驅(qū)動器可以通過技術(shù)研發(fā)逐漸實現(xiàn)電驅(qū)動一體化的目標，這是未來的技術(shù)發(fā)展方向;永磁同步電機中應(yīng)用的大部分是稀土礦石的永磁材料，相對成本較高，但通過技術(shù)改進降低稀土的比例，能夠使得新能源汽車的整體成本降低。

永磁同步電機在電動汽車的應(yīng)用方面，不僅能夠提高汽車用電效率，也能夠提高汽車驅(qū)動能力，總體來說在該行業(yè)有很大的發(fā)展?jié)摿εc廣泛的應(yīng)用市場前景。

但就目前來看，永磁同步電動機在受到高溫和過載電流的一些影響，可能磁性會發(fā)生變化，這也是未來永磁同步電動機研究所需要突破的技術(shù)壁壘。

2.2?永磁同步電機在電梯上的應(yīng)用

我們每天都乘坐電梯，但很少有人知道在電梯的制作以及運行維護過程中都離不開永磁同步電機的作用。

在電梯中永磁同步電機應(yīng)用的是正弦波電流，簡化了機械結(jié)構(gòu)以及齒輪的應(yīng)用，使得體積小，成為它的一個最大優(yōu)勢;相比于異步電動機，永磁同步電機轉(zhuǎn)距波動小，更容易進行調(diào)整，能夠較為快速平穩(wěn)的響應(yīng)頻率變化，同時噪音降低，能夠提高人處于電梯中的舒適度。

目前永磁同步電機在電梯上應(yīng)用的發(fā)展前景是小型化和輕量化且已經(jīng)基本實現(xiàn)。通過變化掉的頻率可以改變永磁同步電機的噪聲、起動轉(zhuǎn)矩等。

根據(jù)相關(guān)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計，永磁同步電機未來在電梯上的應(yīng)用將會更加廣泛，低速、大轉(zhuǎn)矩的永磁同步電機應(yīng)用于電梯行業(yè)應(yīng)該是未來的發(fā)展方向，這一方面的技術(shù)也需要繼續(xù)努力。

2.3?永磁同步電動機在泵上的應(yīng)用

在工業(yè)生產(chǎn)中，泵是一種很關(guān)鍵的工業(yè)設(shè)備。無論是水源的供給還是建筑材料的供給，都不可避免的會用到泵。當然，永磁同步電機在泵上也有非常廣泛的應(yīng)用，能夠提升驅(qū)動力，輸出較大轉(zhuǎn)矩。

永磁同步電動機的轉(zhuǎn)速相對比較穩(wěn)定，而泵的旋轉(zhuǎn)葉片和轉(zhuǎn)速關(guān)系密切，如果采用異步電動機盡管轉(zhuǎn)速可以提高，但本身的質(zhì)量會增加很多，使得泵變得笨重。但永磁同步電動機亦非如此，它具有體積小，轉(zhuǎn)速穩(wěn)定的優(yōu)勢，更適合應(yīng)用于泵上。因此，永磁同步電機在泵上的應(yīng)用近幾年越來越廣泛。

總的來說，永磁同步電機能夠提升泵的轉(zhuǎn)速、降低泵的體積以及節(jié)省了材料和成本，更利于工業(yè)生產(chǎn)。

永磁同步電機在工業(yè)方面還會有更加廣泛的應(yīng)用，在其他工業(yè)行業(yè)也有相關(guān)的拓展。在此不再舉例。

3?總結(jié)

本文主要通過研究永磁電機的工作原理特性以及發(fā)展歷程，敘述永磁電機在工業(yè)生產(chǎn)方面的應(yīng)用來拓寬永磁發(fā)電機的研究和新的應(yīng)用領(lǐng)域。

總體來說，永磁同步電機具有體積小、轉(zhuǎn)速穩(wěn)定、磁鐵性能好的優(yōu)勢。但同時降低噪音、降低稀土的成本、提高耐高溫能力、穩(wěn)定的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩都是未來需要深入研究的性能領(lǐng)域。如果這些方面的研究取得一定的技術(shù)突破，不僅是在工業(yè)生產(chǎn)方面，也許生活方面也會有永磁同步電機的更多應(yīng)用。

參考文獻

[1]?黨政.永磁同步電機匝間短路故障診斷及其容錯控制研究[D].西安科技大學(xué)，2020.

[2]?盧健.五相永磁同步電機新型預(yù)測容錯控制策略研究[D].江西理工大學(xué)，2020.

[3]?文楓.永磁同步電機多目標優(yōu)化設(shè)計[D].大連海事大學(xué)，2020.

[4]?謝云輝.永磁同步電機的模型預(yù)測控制研究[D].安徽大學(xué)，2020.

[5]?龔書生.新穎反凸極永磁同步電機的設(shè)計[D].中國礦業(yè)大學(xué)，2020.

[6]?徐全，安家駒，胡丹，楊偉，張均富，韋興平，陳天祥.一種永磁同步電機的未知參數(shù)分數(shù)階識別方法[P].四川?。篊N110932639A，2020-03-27.