一、引言
　　電機是以磁場為媒介進行機械能和電能相互轉(zhuǎn)換的電磁裝置。為在電機內(nèi)建立進行機電能量轉(zhuǎn)換所必需的氣隙磁場，可以有兩種方法。一種是在電機繞組內(nèi)通電流產(chǎn)生，既需要有專門的繞組和相應(yīng)的裝置，又需要不斷供給能量以維持電流流動，例如普通的直流電機和同步電機：另一種是由永磁體來產(chǎn)生磁場，既可簡化電機結(jié)；構(gòu)，又可節(jié)約能量的永磁電機。
　　二、永磁電機的發(fā)展概況
　　永磁電機的發(fā)展同永磁材料的發(fā)展密切相關(guān)。我國是世界上最早發(fā)現(xiàn)永磁材料的磁特性并把它應(yīng)用于實踐的國家，兩千多年前，我國利用永磁材料的磁特性制成了指南針，在航海、軍事等領(lǐng)域發(fā)揮了巨大的作用，成為我國古代四大發(fā)明之一。
19世紀(jì)20年代出現(xiàn)的世界上第一臺電機就是由永磁體產(chǎn)生勵磁磁場的永磁電機。但當(dāng)時所用的永磁材料是天然磁鐵礦石（Fe304），磁能密度很低，用它制成的電機體積龐大，不久被電勵磁電機所取代。
　　隨著各種電機迅速發(fā)展的需要和電流充磁器的發(fā)明，人們對永磁材料的機理、構(gòu)成和制造技術(shù)進行了深入研究，相繼發(fā)現(xiàn)了碳鋼、鎢鋼（最大磁能積約2.7kJ/m3）、鈷鋼（最大磁能積約7.2kJ/m3）等多種永磁材料。特別是20世紀(jì)30年代出現(xiàn)的鋁鎳鈷永磁（最大磁能積可達85kJ/m3）和50年代出現(xiàn)的鐵氧體永磁（最大磁能積現(xiàn)可達40kJ/m3），磁性能有了很大提高，各種微型和小型電機又紛紛使用永磁體勵磁。永磁電機的功率小至數(shù)毫瓦，大至幾十千瓦，在軍事、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活中得到廣泛應(yīng)用，產(chǎn)量急劇增加。相應(yīng)地，這段時期在永磁電機的設(shè)計理論、計算方法、充磁和制造技術(shù)等方面也都取得了突破性進展，形成了以永磁體工作圖圖解法為代表的一套分析研究方法。但是，鋁鎳鈷永磁的矯頑力偏低（36~160KA/m），鐵氧體永磁的剩磁密度不高（0.2~0.44T），限制了它們在電機中的應(yīng)用范圍。一直到20世紀(jì)60年代和80年代，稀土鈷永磁和釹鐵硼永磁（二者統(tǒng)稱稀土永磁）相繼問世，它們的高剩磁密度、高矯頑力、高磁能積和線性退磁曲線的優(yōu)異磁性能特別適合于制造電機，從而使永磁電機的發(fā)展進入一個新的歷史時期。
　　稀土永磁材料的發(fā)展大致分為三個階段。1967年美國K.J.Strnat教授發(fā)現(xiàn)的釤鈷永磁為第一代稀土永磁，其化學(xué)式可表示成RCo5，簡稱1∶5型稀土永磁，產(chǎn)品的最大磁能積超過199kJ/m3（25MG·Oe）。1973年又出現(xiàn)了磁性能更好的第二代稀土永磁，其化學(xué)式為R2Co17，簡稱2∶17型稀土永磁，產(chǎn)品的最大磁能積達到258.6kJ/m3（32.5MG·Oe）。1983年日本住友特種金屬公司和美國通用汽車公司各自研制成功敏鐵棚（NdFeB）永磁，稱為第三代稀土永磁。由于釹鐵硼永磁的磁性能高于其他永磁材料，價格又低于稀土鈷永磁材料，在稀土礦中釹的含量是釤的十幾倍，而且不含戰(zhàn)略物質(zhì)——鈷，因而引起了國內(nèi)外磁學(xué)界和電機界的極大關(guān)注，紛紛投入大量人力物力進行研究開發(fā)。目前正在研究新的更高性能的永磁材料，如釤鐵氮永磁、納米復(fù)合稀土永磁等，希望能有新的更大的突破。與此相對應(yīng)，稀土永磁電機的研究和開發(fā)大致可以分成三個階段。
第一階段：20世紀(jì)60年代后期和70年代，由于稀土鈷永磁價格昂貴，研究開發(fā)重點是航空、航天用電機和要求高性能而價格不是主要因素的高科技領(lǐng)域。
　　第二階段：20世紀(jì)80年代，特別是1983年出現(xiàn)價格相對較低的釹鐵硼永磁后，國內(nèi)外的研究開發(fā)重點轉(zhuǎn)移到工業(yè)和民用電機上。稀土永磁的優(yōu)異磁性能，加上電力電子器件和微機技術(shù)的迅猛發(fā)展，不僅使許多傳統(tǒng)的電勵磁電機紛紛用稀土永磁電機來替代，而且可以實現(xiàn)傳統(tǒng)的電勵磁電機所難以達到的高性能。
　　第三階段：進入20世紀(jì)90年代，隨著永磁材料性能的不斷提高和完善，特別是釹鐵硼永磁的熱穩(wěn)定性和耐腐蝕性的改善和價格的逐步降低以及電力電子器件的進一步發(fā)展，加上永磁電機研究開發(fā)經(jīng)驗的逐步成熟，除了大力推廣和應(yīng)用已有研究成果，使永磁電機在國防、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活等各個方面獲得越來越廣泛的應(yīng)用外，稀土永磁電機的研究開發(fā)進入一個新階段。一方面，正向大功率化（高轉(zhuǎn)速、高轉(zhuǎn)矩）、高功能化和微型化方向發(fā)展。目前，稀土永磁電機的單臺容量己超過1000 kw，最高轉(zhuǎn)速已超過300000 r/min，最低轉(zhuǎn)速低于0.0l r/min，最小電機外徑只有0.8mm，長1.2mm。另一方面，促使永磁電機的設(shè)計理論、計算方法、結(jié)構(gòu)工藝和控制技術(shù)等方面的研究工作出現(xiàn)嶄新的局面，有關(guān)的學(xué)術(shù)論文和科研成果大量涌現(xiàn)，形成了以電磁場數(shù)值計算和等效磁路解析求解相結(jié)合的一整套分析研究方法和計算機輔助設(shè)計軟件。
　　我國的稀土資源豐富，稀土不稀，號稱“稀土王國”。稀土礦石和稀土永磁的產(chǎn)量都居世界前列。稀土永磁材料和稀土永磁電機的科研水平都達到了國際先進水平。因此，充分發(fā)揮我國稀土資源豐富的優(yōu)勢，大力研究和推廣應(yīng)用以稀土永磁電機為代表的各種永磁電機，對實現(xiàn)我國社會主義現(xiàn)代化具有重要的理論意義和實用價值。