55kW/12000rpm/2P高效调速永磁同步电动机设计(4)
由于SmCo5中含有66%左右的Co，而Co是昂贵的战略元素。自从SmCo5出现后，人们就着手于考虑Co的替代材料。1983年，日本住友特殊金属公司用粉末冶金法研制出NdFeB永磁材料，其磁能积达到了36MGOe；美国通用汽车公司表示成功研发了NdFeB钕铁硼强力磁铁，第三代稀土永磁钕铁硼材料的时代就此到来。钕铁硼永磁铁采用稀土元素钕代替了钐钴永磁中的钐 （在稀土矿中，钕的含量为钐的5～10倍）。且不含战备物资钴，这正是人们研究新型永磁材料所追求的目标。
1.3.2 永磁材料产业的发展概况
电子信息、矿业、航空航天、通信技术、铁路运输等行业的发展与永磁材料有密不可分的关系。全球磁性材料总产值平均每10年增长约1.7倍，而永磁材料产值的年平均增长率则在8%以上。1990年以后，我国的永磁材料产业不断飞跃发展，永磁材料的生产力同比提高，成为了世界各国一致公认的永磁材料大国。目前，世界永磁材料产业的发展具有以下趋势：
（1）永磁材料的产量和性价比不断提高，磁体市场发生较大变化
作为一种商品，永磁材料要占领并巩固其市场，形成一个产业，优良性能和具有竞争力的价格是非常重要的，可以用性价比表征其商业价值。性价比为磁体密度与单位价格的乘积再除以磁能积，单位为美元/焦耳。性价比的值越小，其商业价值越大，市场前景越好。
在1970年以前，AlNiCo是永磁体市场的主体材料，但其所占市场比例自1970年以后一直迅速下降：1985年其份额还有6%，但是到了2000年就降到了1.8%，到了2010年一家降到0.5%。而因为来自稀土磁体的激烈竞争，铁氧体的单位磁能价格也持续下降，1985年其份额高达91.6%，到了2000年其份额也有90%，但是再到2010年其份额就下降到了65.9%以下。总而言之，铁氧体以及后来崛起的稀土磁体一家成为全球永磁体市场的主体，而原来的AlNiCo则已基本淘汰。
（2）我国已成为永磁材料生产大国，磁体生产中心向我国转移
第二次世界大战前的欧洲、第二次大战后的美国、20世纪60年代以后的日本均堪称当时的“全球磁体产业中心”。进入21世纪，“全球磁体产业中心”已转到我国。1990年，我国AiNiCo产量已居世界第一位（1990年世界各国AiNiCo永磁的总产量为7300t，其中我国2000t）；2000年，我国烧结铁氧体永磁的产量超过日本总产量（日本本土和海外子公司的总和）；2001年，我国烧结钕铁硼磁体的产量以及超过日本从而跃居全球第一，当时全世界烧结NiFeB磁体总产量为14465吨，其中我国生产了6400吨，占了绝大部分，日本6200吨，美国1030吨，欧洲835吨。
1.3.3 永磁材料的应用领域
在生活中永磁材料的使用随处可见，小到小孩的玩具、学习使用的文件夹，大到飞机、地铁、磁悬浮列车、宇宙飞船，从个人用品到工农业各个产业部门，到处都可以见到永磁材料的应用。
1.4 永磁电机及其发展概况
1.4.1 永磁电机的发展历史
在最初的电机中，人们利用磁铁矿石建立所需要的磁场。 1821年9月，法拉第发明了世界上第一台电机，他在一个金属盘子内注人水银，盘子中央固定一块永磁体，盘子上方悬挂一根导线，导线的一端可在水银中移动，另一端跟电池的一端连接在一起，电池的另一端跟盘子连在一起，构成导电回路，载流导线在磁场中受力产生运动。
17世纪30年代初，从电磁感应现象被法拉第发现之后，他又通过电磁感应原理发明了法拉第圆盘发电机，这也是世界上第一台真正意义上的电机。跟现代发电机不一样，这台发电机的结构比较简单，它采用了一个紫铜圆盘在磁场中转动，把一个摇柄固定在了圆盘的圆心，圆盘的边缘和圆心处分别紧贴着一个电刷，电刷与电流表是通过导线连接起来，而放置在蹄形永磁体的磁场中的就是不断转动的铜圆盘。我们转动摇柄从而使得铜圆盘旋转时，电路中产生了持续的电流。在这之后，亨利把法拉第的电机做了一点改造，也制作了一个简单的电机装置即振荡电动机。