世界上最早的電機原型就是永磁電機，只是當時永磁材料性能不良，而被電磁式電機占了主流。鋁鎳鈷永磁體的問世使永磁電機開始發(fā)展，但由于其價格比較高，所以鋁鎳鈷永磁電動機應(yīng)用面并不廣。自從廉價鐵氧體的出現(xiàn)才使永磁電動機的應(yīng)用量大幅度增加，應(yīng)用面從玩具電機、音像電機、汽車微電機到工業(yè)用的小功率驅(qū)動和伺服驅(qū)動等。據(jù)統(tǒng)計，500W以下的直流電機中永磁電動機占92％以上，其中絕大多數(shù)是鐵氧體永磁電動機。鐵氧體使用至今，但由于其磁性較差，不適合高性能電機的需要，因而20世紀60年代出現(xiàn)了稀土釤鈷永磁體，其最大磁能積是鋁鎳鈷的四倍多，是鐵氧體的五倍多。釤鈷永磁體的出現(xiàn)使高性能伺服電動機得到實現(xiàn)，
但由于釤鈷永磁體價格過高，限制了其應(yīng)用。20世紀80年代出現(xiàn)釹鐵硼永磁材料，
除了工作溫度和磁溫度系數(shù)不及釤鈷永磁體外，其他性能都超過了釤鈷，而且釹鐵硼永磁體遠比釤鈷價格低得多。高性能永磁體的出現(xiàn)和性能不斷提高，將會引起電機行業(yè)的巨大改變。預(yù)計各種伺服電動機，不論是直流和交流，還是步進電機最終都將過渡到永磁電機，甚至于應(yīng)用領(lǐng)域很廣的交流異步電機也最終要被各類型的永磁電機所代替。
3.2.1 經(jīng)濟型永磁直流電動機
微型永磁直流電動機向經(jīng)濟型和高性能型兩個方向發(fā)展。所謂經(jīng)濟型，主要是指音響聲像設(shè)備中使用的微型直流電動機，如各種錄音機，錄像機、組合音響、電唱機、隨身聽、收音機、激光唱機、數(shù)字激光視盤機及汽車音響等。其特點是數(shù)量極大，價格低廉，一般每只幾元。日本萬寶至公司是世界生產(chǎn)經(jīng)濟永磁直流電動機最多的企業(yè)，每年產(chǎn)量數(shù)十億臺。但由于日元升值，日本本土在基本不生產(chǎn)這種電動機，大部分轉(zhuǎn)移中國大陸和東南亞各國。如萬寶至馬達公司在大連設(shè)立的萬寶至馬達大連有限公司和萬寶至馬達瓦房店有限公司以及萬寶至香港公司在東莞設(shè)立的來料加工工場，其產(chǎn)量已占總公司的絕大部分。日本三洋電機株式會社在蛇口設(shè)立的公司，投資1億港元，其中微型直流電動機年產(chǎn)量6000萬臺。 日本三協(xié)精機公司在廈門和廣東設(shè)立的獨資企業(yè)，年產(chǎn)各種微型直流電動機達到2億臺。香港德昌電機有限公司年產(chǎn)各種微電機10億臺以上，其中大部分是用于汽車電器中的微型直流電機。該公司還正在籌建年產(chǎn)量達4億臺的音響設(shè)備用小電機生產(chǎn)加工基地。日本美之美電機有限公司在珠海設(shè)立的珠海三美電機有限公司，年產(chǎn)微型直流電動機1億臺左右。這些電機基本上都是廉價的電機。我國大陸先后從日本引進了9條音響聲像電機生產(chǎn)線，不僅抵御了進口電機的沖擊，而且成為此類電機生產(chǎn)大國。如阜陽市青峰機械廠，先后從日本三協(xié)公司和萬寶至公司引進電子穩(wěn)速永磁直流電動機生產(chǎn)線及生產(chǎn)技術(shù)，又在深圳合資創(chuàng)辦了深圳發(fā)發(fā)微電機公司， 在合肥創(chuàng)辦了三維電子有限公司，加上本廠一起月產(chǎn)量達300萬臺，另外浙江海山集團公司，常州微特電機總廠等廠家也先后從國外引進生產(chǎn)線。目前國內(nèi)企業(yè)經(jīng)濟型微型直流電動機產(chǎn)量在2億臺，而獨資企業(yè)產(chǎn)量估計在10億臺左右，所以在中國大陸生產(chǎn)的經(jīng)濟型微型直流電動機占了全世界總量的絕大部分。這種經(jīng)濟型電機在技術(shù)上難度不大，但是生產(chǎn)必須有規(guī)模，年產(chǎn)百萬臺級別是不行的，必須達到千萬臺產(chǎn)量的數(shù)量級，所以設(shè)備投資巨大。
經(jīng)濟型直流電動機的發(fā)展趨勢是隨著其使用的要求而發(fā)展的，比如對于音響電機，是隨著整機對電動機追求更加小型、超薄、高速、高精度和低噪聲而不斷滿足其需要。因此這類電機的發(fā)展趨勢是：
⑴扁平輕小化。如錄音機 、電唱機、隨身聽、錄音機等設(shè)備、片狀電機受到青睞。
⑵無刷化。如錄像機，對磁鼓和主軸電機提出較高要求，而它是確保質(zhì)量的關(guān)鍵元件，所以現(xiàn)在大多采用無刷直流電機，以提高工作可靠性、高效率和降低低噪聲。
⑶高轉(zhuǎn)速化。在2000年日本小電機研討會暨展覽會上，三協(xié)、佳能、松下等公司都展出了DVD主軸電機，CD-ROM電機，轉(zhuǎn)速都在2000r/min以上，為了克服高速狀態(tài)下的軸承和噪聲問題，采用了動壓軸承結(jié)構(gòu)。利用空氣和油的動壓軸承與滾珠軸承相比，在體積、速度、噪聲和清潔度方面均有改進，且生產(chǎn)成本低，其應(yīng)用領(lǐng)域在逐步擴大。
⑷高精度化。如錄音機電機的穩(wěn)速誤差要求不大于0.75％，噪聲不大于32dB，抖晃率不大于0.03％。又如鼓電機是錄像機磁鼓伺服系統(tǒng)的主要部件，要求鼓電機的力矩波動小，噪聲低，機械安裝精度高，動態(tài)特性好。對DVD主軸電機要求與盤片配合的電機端面轉(zhuǎn)盤加工精度和配裝精度很高，轉(zhuǎn)盤端面跳動不大于20μm。要求微型永磁電動機高精度化是今后必然趨勢。
3.2.2 高性能稀土永磁直流電機
稀土永磁材料的研制開發(fā)對微電機的發(fā)展起了極大的推動作 |
