55kW/12000rpm/2P高效调速永磁同步电动机设计(3)
（1）基于碳钢的永磁
20世纪前，永磁材料大部分以含碳量为1.5%（质量分数）的高碳钢为主。之后人们学会将碳、钨、铬添加到钢中，使在常温下的钢内部出现各种不均匀性（包括晶体内部结构的不均匀、内应力的不均匀、磁性强弱的不均匀等）使得它的磁性能大大提升，人们以此为依据制作了钨钢、碳钢、铬钢等多种永磁材料。1900年人们发现了钨钢，其磁能积达到0.34MGOe，1MGOe≈8kJ/m3)。1916年，加钴的钨钢具有强磁性这一重要特性被日本物理学家本多光太郎所发现，于是关于新型永磁合金的研究就此开始了。光太郎于1917年制成了Fe-Co永磁合金，其含钴量为36%（质量分数），磁能积也达到了1.8MGOe。
（2）铝镍钴永磁
1931年，日本的三岛德七发明了Fe-Ni-Al三元永磁合金：1933年，本来光太郎研制出铝镍钴永磁。1938年，英国人奥利佛等在Fe-Ni-Al的基础上加入Co并采用磁场热处理方法改善了合金的磁性，20世纪40年代初，荷兰的范于尔克等人用同样的轭方法制成高性能的AlNiCo5合金。后来，美国的埃贝林和英国的麦凯旋格等人发现定向结晶法可显著改善合金磁性。1955年。荷兰人科赫等制成含钛的FeNiCoAlTi合金，矫顽力显著提高。1960年出现了定向结晶的AlNiCo5磁体，后来又出现了定向结晶含钛的AlNiCo8合金，与最初的铝镍钴永磁相比，矫顽力提高了200%，剩磁密度提高了56%，磁能积提高了557%。
（3）铁氧体永磁
1913年，Hausknecht对氧化铁和氧化钡的混合物进行了试验，发现BaO+5Fe2O3的退火样品有高的磁性。1938年，日本的Kato和Takei用粉末氧化物制成永磁，标志着铁氧体永磁的诞生。1947年，新西兰的J.L.Snoeck出版了《铁磁材料的最新发展》，公布了他们所发明的具有强磁性、高电阻率的铁氧体永磁。1952年，Went等人成功了研发各向同性钡铁氧体，这一研发成果使得永磁最大磁能积达到了1MGOe。1954年，各向异性钡铁氧体也被研制出来，其最大磁能积达到了4.45MGOe。1959年，J.Smit和H.P.J.Wijn出版了关于铁氧体永磁的专著《铁氧体》。1963年，国外研究水平已达5MGOe，高矫顽力锶铁氧体永磁也在这个时候被研发出来。
（4）稀土永磁
人类对稀土永磁材料的最初认识是从1935年列宁格勒的科学家在《Nature》上发表的一篇短文《具有高于340Ka/m矫顽力的Nd-Fe材料》开始的。稀土永磁材料自20世纪60年代问世以来，大致经历了三个阶段，即第一代（1:5型SmCo5）阶段、第二代（2:17型Sm2Co17）阶段和第三代（NdFeB）阶段。
化学元素周期表中镧系元素以及和镧系元素密切相关的两种元素——钪、钇，共17中元素被人们称为稀土。最初是在瑞典的比较稀少的矿物中发现的，“土”是当时对不溶于水的物质的习惯称呼，故称为稀土。二战之后，人们用不断地发展与提高的稀土元素分离技术和低温技术对稀土元素的低温特性进行了进一步地研究与探讨，从而发现在低温下大部分的稀土元素都拥有很强的磁性。人们就此开始研究通过稀土与铁、钴的合金使得在常温下的稀土元素的磁性能有所提高。
1959年出现的GdCo5合金具有较强的磁晶各向异性，1966年发现了YCo5合金，1967年，美国学者K.J.Strant等人研制出磁能积为5MGOe的SmCo5粉末粘结永磁材料，成为第一代稀土永磁材料诞生的里程碑，1968年采用普通制粉法制造的SmCo5的磁能积为8MGOe，同年采用静压工艺，制造出磁能积为17.5MGOe的SmCo5永磁体.1970年首次采用液相烧结法制造SmCo5永磁体，从而使SmCo5的制造工艺逐步走向完善与成熟。20世纪70年代末，日本的T.Ojima等人通过粉末冶金法成功研制出Sm2Co17永磁材料，其磁能积达到了30MGOe，第二代稀土永磁材料的时代就此展开。