不可逆退磁问题。

如果设计或使用不当，永磁同步电机在过高（钕铁硼永磁）或过低（铁氧体永磁）温度时，在冲击电流产生的电枢反应作用下，或在剧烈的机械振动时有可能产生不可逆退磁，或叫失磁，使电机性能下降，甚至无法使用。因此，既要研究开发适用于电机制造厂使用的检查永磁材料热稳定性的方法和装置，又要分析各种不同结构型式的抗去磁能力，以便设计和制造时，采用相应措施保证永磁同步电机不失磁。

成本问题

铁氧体永磁同步电机由于结构工艺简单、质量减轻，总成本一般比电励磁电机低，因而得到了广泛应用。由于稀土永磁目前的价格还比较贵，稀土永磁电机的成本一般比电励磁电机高，这需要用它的高性能和运行费用的节省来补偿。在设计时既需要根据具体使用场合和要求进行性能、价格的比较后取舍，又要进行结构工艺的创新和设计优化，以降低成本。

控制问题

永磁同步电机不需外界能量即可维持其磁场，但这也造成从外部调节、控制其磁场极为困难。但是随着MOSFET、IGBT 等电力电子器件和控制技术的发展，大多数永磁同步电机在应用中，可以不进行磁场控制而只进行电枢控制。设计时需把永磁材料、电力电子器件和微机控制三项新技术结合起来， 使永磁同步电机在崭新的工况下运行。此外，以永磁同步电机作为执行元件的永磁交流伺服系统，由于永磁同步电机本身是具有一定非线性、强耦合性和时变性的系统，同时其伺服对象也存在较强的不确定性和非线性，加之系统运行时易受到不同程度的干扰，因此采用先进控制策略、先进的控制系统实现方式（如基于DSP控制），从整体上提高系统的智能化和数字化水平，这应是当前发展高性能永磁同步电机伺服系统的一个主要突破口。

课题主要研究内容

本课题将在分析和计算的基础上总结规律，以设计出安全可靠、经济适用、节能环保的压缩机驱动用永磁电机。进一步改善现有压缩机的能效，降低压缩机的能量消耗，推动永磁电机在压缩机中的应用。本文的研究内容有限，大概如下：

（1）阐述永磁同步电动机的基本原理和基本结构，包含永磁材料的特点。

（2）完成一款22kW/3000rpm压缩机用超高效调速永磁同步电动机的设计，给出主要电磁设计数据，效率指标95.9%。包括绕组参数的设计，铁芯长度的选定；定转子冲片的设计；转子磁路的计算，磁钢尺寸的确定；定子冲片、转子冲片的主要图纸绘制等。

   （3）用Ansoft软件的Rmxprt模型对该永磁同步电动机进行仿真计算，结合各项参数计算进行对比，校验设计结果，效率达标情况。

永磁同步电动机的基本原理与基本结构

永磁同步电动机的基本原理

一般意义上所说的永磁电机，说的是在制造电机时，在转子表面贴上永磁体或嵌入永磁体，使电机的性能得到进一步的提升。而一般意义上的同步，说的是电机定子绕组的电流频率与电机转子的转速，一直保持一致性。因此，可通过控制电机的定子绕组输入电流频率，来控制电机的转速，这就是调频调速。而如何调节电流频率，则是电机控制器所要解决的问题。

对于交流异步电动机，转子磁场的形成主要有两种：其一，定子旋转磁场先从转子绕组中感应出电流；其二，感应电流再产生转子磁场。根据楞次定律，转子随着定子旋转磁场而转动，但是最终还是无法同步，因而称之为异步电动机。若转子绕组中的电流，为自身所产生的，而不是由定子旋转磁场所感应的，则转子磁场无关乎于定子旋转磁场，并且磁极方向是固定的，根据同性相斥、异性相吸，定子的旋转磁场就会同步地拖动转子旋转，使得转子磁场和转子与定子旋转磁场两者，实现“同步”旋转。这就是同步电动机的工作原理。