高速永磁同步电机是永磁同步电机的高速化产品，其基本原理及特点与普通永磁电机有较多相似之处。由于高速化后对电机的结构、材料与性能参数均带来了较大的变化与要求，因此，原理与特点方面又有其特殊性。

1.永磁体励磁原理

永磁材料在外部磁化场作用下磁化到饱和，去掉外部磁化场后，永磁材料本身仍具有较强的剩磁感应强度，即它仍可以对外提供一定的磁能量。与电路相似，只要有构成回路的介质，并存在一定的磁势差，磁通就能像电流一样在磁路中通过。图4-1所示为简单两极结构永磁发电机磁回路。发电机磁路的构成一般包括永磁体、软磁材料（铁心）和工作气隙。磁通经过软磁材料时，产生磁势降与损耗；气隙为发电机转子旋转留出了空间裕度，磁通经过时产生的磁通密度是电磁能量转换的关键，是决定发电机尺寸、性能的重要参数。励磁回路的设计、计算方法类似于导电回路，遵守穿过闭合曲面的净磁通量为零的磁路第一定律，闭合回路磁势降代数和为零的磁路第二定律。永磁体向磁路提供能量的能力以磁能积表示，它是磁感应强度与磁场强度的乘积。与纯电路不同的是，磁路的磁阻随着饱和现象将出现非线性变化。

图4-1 简单两极结构永磁发电机磁回路

2.永磁发电机原理［6，7］(www.daowen.com)

永磁发电机是电机的一种。它与电励磁发电机的最大不同点就是表现在励磁源上；它以永磁体作为励磁的激励源，而电励磁发电机的激励源是施加在环形绕组上的外部直流电源。

作为机电能量转换设备，电机之所以能够安全稳定地工作，主要是因为组成发电机定、转子及其他构件的材料构成了发电机电磁能量耦合，并与机械能量得以转换的平台，即导磁回路、导电回路及散热回路等。对交流电动机（假定电枢绕组在定子上），外电路以某种方式连接在电枢导体上，电枢绕组产生磁场，电能向磁能转化，旋转的电枢磁场将带动转子磁场向某一恒定方向旋转，并带动负荷旋转，实现电磁能量向机械能量的转化。对于交流发电机（假定电枢绕组在定子上），动力输入轴带动励磁永磁体转子旋转，在定子电枢绕组中感应电能，同时克服电枢绕组产生的反制磁场做功，实现机械能向电能的转换。若发电机为直流发电机，其类似于交流电产生的旋转磁场，由电刷与换向器等辅助设备帮助获得。

3.永磁电机的高速化

从电机的输出功率与其电磁转矩、转速的关系不难得知，永磁体励磁磁势一定，即定、转子间相对运动的电磁力一定时，电机对外提供的功率与转速成正比。因此，高速化是提高永磁电机的功率密度与减少生产耗材的最佳方法［8］。在20世纪90年代，西方国家成功研制出微型燃气轮机（Micro-Turbine，简称MT）后，对转速在5～12万r/min的高速永磁电机的研发应势而出。目前应用在高速拖动领域，由变频电源驱动的高速永磁电机的转速已达到几十万转/分，高速化已成为整个电机领域的重点研究方向。