摘要：为响应我国“大众创业，万众创新”的号召，永磁同步电机具有效率高、体积小、振动小、噪音低的特点，在创业、创新活动中也具有广泛的应用，具有较大的研究价值。
关键词：永磁同步电机；发展；研究；
引言：随着化石能源的耗竭和温室效应的加剧，人们对能源的用量逐渐增大使得可利用能源逐渐减少，能源问题是当前及今后面临的首要问题，也是当今社会实现可持续发展不得不考虑的问题。在当今全球更大范围内如何寻可再生的能源和更高效的可再生能源综合利用的方式已经逐渐成为了人们广泛讨论和关注的一个问题。电动机作为电能的主要使用设备，在美国、加拿大、欧盟和其他国家，一些法规已经为电动机设定了最低效率，设计开发高效节能的电机应用于社会生活和工业生产中对改善环境和能源短缺问题具有重要的实际意义。 1 如何提高感应电动机的效率
在所有类型的电动机中，提高感应电动机的效率是最有效的实践，因为这种类型的电动机消耗了电机总能量的很大一部分。一种解决方法通常是通过优化感应电动机的设计。另一种解
决方案是用高效永磁(PM)电机代替感应电机。
1.1 永磁电机的发展及应用范围
永磁同步电机是采用将永磁材料嵌入电机转子结构中的方法产生转子磁场，在永磁同步电机的发展初期由于永磁材料性能不高，可提供的磁场较弱不能满足电机运行的需要，使得电机效率低，发展受阻但因为新型永磁材料钕铁硼的出现再加上中国的稀土永磁材料产量高给永磁同步电动机的发展带来了一束光芒。电动机中永磁自动同步电机材料的生产质量和使用性能大大提高了，电机结构紧凑，漏磁少，转矩小和密度高，振动小和噪声小；永磁自动同步电机没有励磁控制装置和自动绕线机组，降低了永磁自动同步电机的振动损耗；永磁自动同步电机中广泛采用了无氧稀土石和钕铁硼等永磁同步材料，不易产生不可逆退磁。 永磁同步电机因此控制精度比普通电机高，发展迅猛。其中的异步起动永磁同步电机广泛应用于工业矿山机械、生产作业车间、家用电器、汽车装备、航空航天、航海、军事装备、医疗器械、教学和科研等各个领域。
永磁同步电动机是在感应电动机和同步电动机的基础上发展起来的，控制性能好。永磁同步电机在机械手臂、新能源电动汽车等新兴领域上，能够满足电机的体积、效率、精度的严格要求。因此为了发挥永磁同步电机节能优势，设计性能更好的永磁同步电机有利于实现绿发展。异步起动永磁同步电机功率因数高、体积小、运行效率高，被广泛运用到高精密仪器仪表，发展势头喜人，具有设计研究的重大意义。
1.2 永磁电机的优点
我国永磁同步电机矢量控制系统的设计和开发过程中所具有的优势和竞争力并不是很强。随着永磁同步电机的矢量控制系统技术的发展和出现，国内外不少的学者和技术专家对此进行了深入的研究。永磁同步电机的矢量控制系统的设计通常采用的是间接转矩矢量控制和直接转矩矢量控制，具有设计精度高的矢量控制系统优势，设计永磁同步电机矢量控制系统对促进我国永磁同步电机的相关技术发展和应用具有重大的战略意义。
2 永磁电机的国外研究现状
起初v.b.honsinger和m.a.rahman等人已经着手于研究永磁同步电动机，研究了单一电源频
率下的永磁同步电动机(PMSM)的电机稳态运行和自起动特性，重点是研究了自起动稳态特性和电机稳态运行性能。研究人员发现，电机的自起动稳态特性主要是因为牵入电机的阻尼绕组产生的异步转矩驱动牵入转子加速电机运转，并逐步推动牵入转子达到与电机同步的转速。
随着对电动机控制系统性能的提高，需要设计和开发具有一定的高效率、扭矩惯性传动系数和高能密度的控制PMSM。G.R.Slemonl提出了采用新型设计方法来满足快速动态完成和快速效率系统的要求。D.Naunin还发明了一种使用全部数字控制系统的同步操作系统，该系统将16pcr微芯片用作控制计算机，在动态的高效响应下达到完全的数字控制。B.K.Bose提出采用PI控制模块来实现电机矢量控制系统。他们认为PI对被控制物的参数改变不敏感，控制器运行可靠，加之控制器结构简单。随着导磁性能优良的钕铁硼永磁材料出现后，异步起动永磁电机开始逐步应用到工矿企业与家用电器中。
在发动机运行过程中，电机性能是应用强大的鲁棒控制技术来控制发动机的转速。目前，智能控制技术是控制领域的一个组成部分，智能控制已经深入应用到电气传动控制系统中。国外学者B.K.Bose等人着手研究把人工智能技术应用到电力传输系统，也获得了较大突破。交流电动机的控制技术是业内人士普遍关注的热点，控制技术不断应运而生。
3 永磁电机的国内研究现状
第一台磁石发电机就是用天然的磁石作为提供电力和能源的永磁电机，但因为那时候的天然磁石所具有的磁性能并不好，永磁电机因性能不高被电励磁电机轻而易举地取代。可以说永磁材料的发展才是推动永磁电机发展的关键力量，钕铁硼材料的出现迎来了永磁电机发展的黄金期，可见永磁体对永磁电机性能的影响。
因为新型永磁同步电机材料的优异性能，永磁同步电机越来越高效、微小、节能。近年来，国内对永磁同步电机的相关技术研究主要方向是同步电机性能的提高和优化。刚在国内发表的论文有对永磁同步电机偏心电感参数的可靠性研究、改进型同步电机转子的位置检测的方法、在弱磁条件下的涡流损耗分析、高速永磁同步电动机铁耗的可靠性分析等等。异步高速起动永磁同步电机的性能研究主要在超高效、超超高效领域的工况研究，转子结构优化设计、非正常工况下的退磁分析以及一种新型的使用铁氧体材料的异步起动永磁同步电机开发优化。
在矢量控制方法和系统的设计方面，1971年德国一名计算机工程师提出了一种矢量信号控制的理论，高性能的矢量信号处理器的发展和出现为各种先进控制算法的设计和实现以及
应用提供了良好的硬件平台。最近赵宇明等人针对高速低开关频率下永磁同步电机讲了在永磁同步的旋转坐标系下，实现转矩分量和传动磁链的解耦传动控制的技术和方法。永磁同步电机与传动的控制工程学报中近来讨论的有对永磁同步电机自适应非线性转换器和滑模传动控制的相关技术研究、永磁同步电动机电流量振荡补偿控制器的操作、永磁同步电动机MPTC系统软件（根据FOSM-MRAS观测器）、表面型永磁同步电动机控制系统的简化预测分析控制方法，其中包括滑模观察控制器，鲁棒控制，自适应传感器响应，闭环控制技术是中国专家和学者普遍关注的问题。滑模变结构操纵离散系统滑模变结构控制系统由于电机环境的外部振动和主要参数的变化而难以实现。它通常广泛用于离散系统适应性控制系统中。离散系统的滑模变结构操纵在特定应用中非常可靠。滑模变结构控制系统广泛应用于永磁同步电动机通讯交流变速控制系统。
综上所述，永磁同步电机应用广泛，具有较大的研究价值。
参考文献：
[1]寇宝泉, 赵晓坤, 张浩泉,等. 永磁同步电机电磁结构及磁场调节技术的综述分析[J]. 中国电机工程学报, 2021, 41(20):15.
[2]周蔡金, 孟晋哲, 张伟,等. 基于矢量控制的永磁同步电机分数阶滑模控制研究[J]. 中国设备工程, 2021(11):3.
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