永磁材料的发展带动着永磁同步电机的发展。在工业生产中最开始使用的永磁材料是铝 镍钴,它的工业化生产给了永磁同步电机一个良好的发展契机。但铝镍钴永磁材料存在容易 被磁化和退磁问题,所以在稀土永磁材料出现以后就逐步被其所取代,永磁同步电机的发展 也因此又加快了其进程,被广泛应用于生产生活的各个范畴,在国民经济的发展中发挥着重 要作用[1]。各种加工制造技术的更替也使永磁同步电机的工艺、性能、精度等得到进一步的 提升。69417

到目前为止,已经广泛应用的稀土永磁电机从应用范围和使用成本来看可分为三个发展 阶段[2]:第一个阶段是 1960 年到 1980 年这个时期,此时稀土材料问世不久,价格昂贵,只

能在国家重点工业项目上得到应用,永磁电机的发展也被制约于此;第二个阶段是 80 年代时 期,电力电子和微电子技术得到飞速发展,再加上永磁材料钕铁硼问世,且其生产成本较低, 性能方面也优于之前的永磁材料,使永磁同步电机的应用逐渐延伸到了普通工业生产;第三 个阶段是 90 年代至今,不管是材料、电子还是电机控制开发等技术都有了显著的进步,从而 使永磁同步电机的应用更加广泛,成为驱动系统的首选电机,在工业发展中发挥了不可替代 的作用。

在永磁同步电机的控制方面,到目前为止已经取得了很多成果,在实际的应用中也渐渐 趋向于成熟。在国内,李慧等人[3] 研究比较了永磁同步电机矢量控制与直接转矩控制,得出 当弱磁控制时,矢量控制很大程度上受定子电阻和交轴电感变化的影响;张绍等人[4]采用双 空间矢量矩阵变换器来控制永磁同步电机,取得了较好的控制性能;贾洪平等人[5]在永磁同

步电机的控制中使用了滑模变机构,脉动较小、高频噪声小、电机易于控制,性能得到显著 提升。对于国外,美国 Wisconsin 大学的 Robert D. Lorenz 教授等人[6]最早提出使用采用高频 信号注入法来估算转子速度和位置,解决了转子速度和位置难确定这个困扰人们很长时间的 问题;Farooq J A 等人[7]提出了诊断永磁同步电机绕组匝短路故障的方法,并就其方法进行了 仿真验证,诊断结果较为准确。此外,在永磁同步电机智能控制方面也取得了一定的进展, Hasanien H M 等人[8]提出自适应神经网络的控制器,为永磁同步电机速度中的负载变化和非 线性问题给出了解决方案。

虽然永磁同步电机的研究已经有了很大的突破,但在取得上述成果的同时,也还存在很 多问题需要我们去研究和探索,例如不可逆退磁问题、稀土永磁材料目前价格较贵、外部调 节及磁场控制困难等问题[9]。论文网

随着永磁同步电机的广泛应用,永磁同步电机控制逐步的实现智能化,甚至在某些领域 实现了互联网控制,使得电机在不同的工作环境下能够实时的调整和控制,极大的提高了其 控制性能,此外,电机的微型化与大功率也是当下电机发展的必然趋势[10]。电子技术飞速发 展,集成化程度不断提高,电机调速系统的开发周期势必变短,开发出的系统在精度和可靠 性上势必得到提升,功能的多样化也将被开发者作为重点。另一方面,高速进步的计算机技 术、处理器技术、微型芯片技术等都为各种先进控制算法的实现提供了技术支持。总的来说, 永磁同步电机的设计、制造工艺、控制系统各个方面,势必会在日益更新的生产技术下向着 短周期、绿色化、低成本、高精度以及控制性能和多功能性逐步提升的方向发展。

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