永磁同步电机和同步磁阻电机为什么没被工业领域大面积推广？

随着各种电机技术被广泛应用，在合理的成本下，所需的改进很难实现，适用于所有功率范围的电机，再加上其他因素，如人们越来越认识到降低能耗的重要性，导致采用迄今为止很少有被推广的电机。永磁同步电机、永磁同步电动机和同步磁阻电机、同步电动机，这类电机具有固有特性，可以显著提高效率和功率密度，特别是极低的转子损耗。

“无刷”伺服电机（即表面贴装式永磁同步电机、永磁同步电机）已经在80年代应用于工业自动化领域，但由于其良好的可控性和高动态性，转子未绕制的电动同步电机的应用长期以来仍局限于特定应用。相反，在过去的几年里，上述有关电机效率的因素以及逆变器生产成本的降低，这种类型的电机的应用正在显著地推广。

交流电机的分类

大多数交流电机是三相的，即使有一些例外，例如单相和步进电动机（通常是两相的），同步电机和异步电机之间的区别是基于这样一个事实：在稳态时，机械转速与定子磁场的旋转频率严格相关（同步）或不相关。这种差异具体反映在为了在异步电机中产生转矩，转子中感应电流的存在是必要的，而同步电机中不需要感应电流（相反，是不希望的）。

同步电机的特点是转子磁场与转子本身的机械位置呈几何关系，转子磁场可以由流经绕组的电流（带绕线转子的同步电机）、永磁体（永磁同步）或定子电流本身产生，由转子的磁各向异性（同步磁阻）调制。

从结构上讲，径向流电机的转子和定子（目前为止是大多数）都是通过叠层铁磁叠片来制造的，叠层铁磁叠片被适当地覆盖，解决方案旨在阻止寄生电流。转子通常是圆柱形的，可以有空间容纳永久磁铁或导电材料。下图列出的各种类型的电机的剖面图（带绕线转子的同步电动机除外）。不同类型电机之间的差异集中在转子上，而定子（特殊情况除外）可以以相同的方式实现。在异步电动机中，转子槽由熔合物填充，熔合物构成所谓的“鼠笼”，通常由铝或铜制成（成本较高，以减少损耗）。在永磁电机中，磁铁可以引入转子结构（IPMSM和线启动IPMSM）内的相应雕刻槽中，或者在SM-PMSM的情况下应用于表面。相反，在同步电机情况下，转子内部的雕刻只是空洞的，被称为“流动屏障”，它们在某些方向上起到增加磁阻（即对抗磁流通道的能力）的作用，而在其他方向起流动作用（以铁的存在为特征的路径）。

同步电机又可以根据转矩产生原理进行细分，在表面永磁电机中，转永磁体产生的磁场和定子电流之间的相互作用产生转矩。反之亦然，在磁阻电机中，利用系统在励磁时减小磁路磁阻的趋势，在内磁电机（IPMSM）中，这两种原理都得到了广泛的应用。

在永磁体的生产中，使用特殊的材料，以获得高的感应值并防止退磁的风险（通常与高温或高磁场有关），最常用的材料是钕铁硼、钐钴和铝镍钴。特别在永磁同步电机的情况下，永磁材料的数量较多，原材料在总成本中的比重较大。这种情况因所谓的“稀土”价格的剧烈波动而恶化，稀土是少量使用但对磁铁质量非常重要的元素。除了成本和可用性问题外，这些材料在开采、贸易和处置方面也引起了重要的环境、政治和伦理问题。由于这些原因，大量的资源被投入到不同材料的研究和开发中，特别是在电机项目中，尽量减少永磁体的使用，或者允许使用所谓的铁氧体，即使用较少问题材料的陶瓷磁性材料。

结论

永磁同步电机在民用领域首次应用包括调节系统，因为在这种情况下，能源消耗至关重要。在制冷领域（工业和家用），同步电动机的应用也逐渐增多。此外，由于效率的原因，现在供热厂的循环泵完全是基于无传感器控制的永磁同步电动机。