永磁体磁极对外做功不消耗其自身的磁能，因而被广泛应用在永磁发电机和永磁电动机中做转子或定子磁极。永磁发电机和永磁电动机与常规电励磁发电机和电动机相比，具有结构简单、体积小、重量轻、效率高、温升低、噪声小、维护方便等特点，从而被广泛地应用在航天、航空、汽车、舰船、工业自动化、医疗器械、家电等诸多领域。
本书在理论和实践的基础上，给出了永磁体磁极极面和两极面之间的距离与永磁体磁感应强度之间的数学关系，进而给出了永磁电动机的永磁体磁极径向布置和切向布置时的气隙磁感应强度和磁路计算的数学表达式。同时也给出了永磁体磁极的轴向拼接和径向并联、径向串联的特点及磁感应强度计算。
本书分别给出了永磁有刷、无刷靴式直流电动机，永磁有刷、无刷有槽直流电动机，永磁有刷、无刷盘式直流电动机，永磁交流电动机等的结构、转动机理、主要参数、主要尺寸设计及计算和损耗、功率及效率等。此外，本书也给出了永磁电动机输入功率的效率，提出了永磁电动机输出功率与输入功率的比值，进一步证明了从某种意义上来说永磁体的磁能不遵守能量守恒。并给出了永磁电动机与常规电励磁电动机在相同功率的前提下，永磁电动机比常规电励磁电动机节能10%～20%的举例。
本书以永磁体磁极特性理论为基础，以实践经验为参考，给出了永磁无刷靴式直流电动机的设计举例和永磁交流电动机的设计举例。
本书可供永磁电动机设计、研究和永磁电机制造企业用作学习资料，也可作为高等院校电机设计及制造专业教学参考书或教材。

第2版前言
本书第1版出版以来，受到了广大读者的欢迎。不时有全国各地的读者来电话咨询、探讨。作者对这些读者朋友的热心探讨及对本书的青睐表示衷心的感谢。
某市纳米研究所的一位教授来电话与作者探讨：当某些金属被切削到比纳米级尺寸更薄时会出现磁性是什么原因。作者认为金属晶粒或分子团在未被切割到比纳米级尺寸更薄之前，这些金属晶粒或分子团的电子是在金属晶粒或分子团外的空间轨道上绕着金属晶粒或分子团运动。当金属晶粒或分子团被切割到比纳米级尺寸更薄时，电子不得不离开空间轨道变成绕着金属晶粒或分子团在平面轨道上做同方向的圆周运动，电子在平面轨道上做同方向的圆周运动就形成了磁场。
这种现象也充分地证明了电子绕金属晶粒或分子团在平面轨道上做同方向的圆周运动是形成磁场的原因。
加拿大多伦多的一所大学的教授来电话及在微信中与作者探讨用特斯拉电路证明永磁体的磁能是从空间吸取的，使特斯拉电路的效率达到100%。为此，我们共同制作了特斯拉电路，当把永磁体磁极置入变压器的磁路后，变压器的输出电流不但没有增加，还比未放入永磁体磁极前的电流小了许多，变压器输入绕组发热严重并伴随着冒烟，试验失败。
这个特斯拉电路试验失败，充分证明了永磁体磁能不是从空间吸取的。
还有很多读者朋友来电话咨询、探讨有关永磁体和永磁电动机及永磁发电机的各种问题，他们几乎都认同永磁体对外做功不消耗其自身磁能，在某种意义上说，永磁体磁能不遵守能量守恒这一新理论。
为了让读者更深入地研究、设计永磁电动机，第2版除对第1版中的错字改正和丢字添补外，又在第四章中增加一节，即第十节永磁无刷靴式三相电动机定子靴数、转子磁极数的选择及对起动的影响。在这节中，作者给出了便于永磁无刷靴式三相电动机起动的转子永磁体磁极数多于定子永磁体极靴数的一种新的布置方式，这种方式也适用于将直流电逆变成二相、三相、四相的矩形波电流或正弦波电流驱动永磁无刷盘式电动机和永磁无刷有槽电动机，也适用于永磁交流发电机。
前人提出的理论、假说，被后人利用、充实、完善之后，科学理论、技术才得以提高和发展，为社会发展提供理论和完善的实践结论，使其更好地为社会服务，造福于人类。
科学技术发展到今天，不断地涌现出各种发明和创新，也不断地揭示出新的理论。我们是站在前人肩膀上不断创新的。人们不应因循守旧，不能抱有天亦不变道亦不变的固有思维，我们要敢于创新。比如磁场是物质，这种物质来自何处？是电子结构的组成部分吗？是粒子吗？正像引力是物质，美国人只是利用干扰才发现了引力波，而引力波是粒子波吗？美国人并未给出答案。
在作者所著的《永磁发电机机理、设计及应用》和《永磁电动机机理、设计及应用》，这两本书都是在理论和实践的基础上，帮助永磁电机的爱好者、设计者及研究者能设计出体积更小、功率更大、效率更高、更节能、噪声更小、温升更小、寿命更长的永磁电动机和永磁发电机，也期待在作者这两本书的影响下提出关于永磁体、永磁电机的更新的理论，这些理论能够得到实践的证明，愿作者的这两部书能起到抛砖引玉的作用。
在此再次感谢读者朋友对本书的厚爱。由于作者水平有限，书中难免挂一漏万，欢迎读者批评指正，也更欢迎新老读者与作者交流、沟通和探讨。
感谢机械工业出版社电工电子分社及江婧婧编辑对作者的支持和帮助！
作者苏绍禹2019年8月于长春

第1版前言
创新，就是抛开旧的，创造新的。创造新的，就是提出新方法、建立新理论、做出新成就、制造新产品。
创新是发展的动力，没有创新，社会就不会发展。
创新就是解决矛盾。旧的矛盾解决了，新的矛盾又产生了，再解决新矛盾……事物在不断出现矛盾、解决矛盾中得到发展。
在科学技术领域中，创新是科学技术发展的动力，没有创新，科学技术就不能发展。
改革开放以来，人民生活不断地得到改善和提高。一些经济条件较好的农民开始发明创造。中央电视台第十套节目中有一个栏目是《我爱发明》，从中可以看到普普通通的农民，他们不辞辛劳，为了实现自己的发明梦想，坚持几年，甚至十几年，孜孜不倦地追求、制造、试验，最后终于梦想成真。如老沈的喷洒农药的4旋翼直升机，它比人工喷洒农药在效率上提高了几十倍，且比人工喷洒得更均匀。这架直升机易于操作，且操作灵活，可在农田的任何空地起飞和降落。再如竹笋去皮机、松子开口机、小麦收割机及卸粮机等。这些发明创造使劳动效率提高了几倍、十几倍，甚至几十倍。这就是创新。
人类有记载的文明史已经有几千年，人类社会就是在不断创新中得到发展的。前人提出的假说和理论，后人给予了证明、完善、发展和应用。科学技术的发展就是后人站在前人肩膀上的创新。
永磁体磁极对外做功不消耗其自身磁能。人们利用永磁体磁极的这一特性制造了永磁发电机和永磁电动机。永磁发电机和永磁电动机与同功率电励磁的发电机和电动机相比，体积小、重量轻、效率高、温升小、噪声小、节能10%～20%。永磁电动机的外径达到了5mm，这是电励磁电动机无法达到的。这就是创新。
永磁电动机被广泛地应用在航天、航空、舰船、汽车、电动汽车、电动自行车、工业自动控制、医药及医疗器械、家电等领域。
《永磁发电机机理、设计及应用》出版后，受到很多读者的欢迎。应机械工业出版社的江婧婧编辑之邀，根据读者的需求，又写了本书。本书中包括永磁体磁极的基本理论，永磁电动机永磁体磁极的径向、切向布置，以及永磁体磁极的轴向拼接，径向并联、串联的气隙磁感应强度的计算和磁路计算。本书给出了永磁有刷、无刷靴式直流电动机，永磁有刷、无刷有槽直流电动机，永磁有刷、无刷盘式直流电动机及永磁交流电动机等的转动机理、主要参数的设计计算等。由于永磁电动机有别于传统电励磁电动机的机理，作者将其自1973年至现在这40余年以来对永磁体和永磁电动机研究的理论和实践所得到的成果奉献给读者。
作者在书中几次提到永磁体对外做功不消耗其自身磁能，在某种意义上说，永磁体磁能不遵守能量守恒，这是指永磁体磁能在外动力作用下对外做功而不消耗其自身磁能。对于永磁发电机，外动力使镶嵌永磁体磁极的转子转动，在定子绕组中输出电能；对于永磁电动机，当定子绕组通电时，励磁就会使镶嵌永磁体磁极的转子转动。对外输出转矩的过程中，永磁体对外做功不消耗其自身磁能，并且与电励磁发电机和电动机相比节能10%～20%，节省下来的能量是永磁体磁能在外动力作用下贡献的，这已被作者的实验和样机所证明。
永磁体的磁能是保守能，当外动力停止时，永磁体磁能也停止做功，永磁体磁能不会在外动力停止时自动对外做功。因此，不能凭想象利用永磁体对外做功不消耗其自身磁能，在某种意义上说，永磁体磁能不遵守能量守恒去创造永磁体磁能永动机。
由于作者水平有限，可能在本书中有这样或那样的错误，欢迎读者批评指正，作者不胜感谢。
在此向机械工业出版社的江婧婧编辑及出版社给予作者的支持表示衷心的感谢。
在此，也再次向《永磁发电机机理、设计及应用》的读者表示衷心的感谢。

作者2016年3月16日于长春

第2版前言
第1版前言
主要符号
第一章绪论1
第一节永磁体的发展历史与永磁电机1
第二节磁性机理2
第三节永磁体的磁能3
第四节永磁电动机的特点及其未来4
第二章永磁体的特殊性能、种类及其一般性能6
第一节永磁体的磁和磁性能的概念6
第二节永磁体的特殊性能9
第三节永磁体的种类及其一般性能14
第三章永磁电动机中永磁体磁极的布置及其磁感应强度21
第一节永磁电动机的种类、结构特点及用途21
第二节永磁体的特性曲线及其工作点23
第三节永磁体的气隙磁感应强度26
第四节永磁电动机中永磁体磁极的布置及其特点和气隙磁感应强度29
第五节永磁电动机的定子齿、定子轭的磁感应强度35
第四章永磁靴式直流电动机39
第一节永磁有刷靴式直流电动机的结构、起动、换向及反转39
第二节永磁有刷靴式直流电动机转动机理42
第三节永磁有刷靴式直流电动机的反电动势及反电动势对永磁体的充、去磁和电磁转矩45
第四节永磁有刷靴式直流电动机的功率和效率48
第五节永磁无刷靴式直流电动机的结构、起动、换向及反转54
第六节永磁无刷靴式直流电动机转动机理56
第七节永磁无刷靴式直流电动机的电流换向方式59
第八节永磁无刷靴式直流电动机的反电动势、转矩及转子永磁体磁极的充、去磁62
第九节永磁无刷靴式直流电动机的功率和效率65
第十节永磁无刷靴式三相电动机定子靴数、转子磁极数的选择及对起动的影响67
第十一节永磁靴式直流电动机的主要参数和主要尺寸71
第十二节永磁靴式直流电动机永磁体磁极及极靴绕组的设计78
第五章永磁有刷有槽直流电动机81
第一节永磁有刷有槽直流电动机的结构、起动、反转和转动机理81
第二节永磁有刷有槽直流电动机的反电动势和转矩、转速和调速84
第三节永磁有刷有槽直流电动机的功率和效率87
第四节永磁有刷有槽直流电动机与同功率电励磁直流电动机的比较90
第五节永磁有刷有槽直流电动机的额定数据、主要参数93
第六节永磁有刷有槽直流电动机主要尺寸的确定96
第七节永磁有刷有槽直流电动机的绕组设计98
第八节永磁有刷有槽直流电动机的转子槽及其参数和磁路计算105
第九节永磁有刷有槽直流电动机定子永磁体磁极的设计108
第十节永磁有刷有槽直流电动机换向器的设计114
第六章永磁无刷有槽直流电动机117
第一节永磁无刷有槽直流电动机的结构及转动机理117
第二节永磁无刷有槽直流电动机的定子槽、起动和转速122
第三节永磁无刷有槽直流电动机的反电动势和电磁转矩125
第四节永磁无刷有槽直流电动机的相数、极数及绕组127
第五节永磁无刷有槽直流电动机的位置传感器及其安装位置132
第六节永磁无刷有槽直流电动机的主要参数及尺寸135
第七节永磁无刷有槽直流电动机的定子
槽尺寸、槽满率及磁路计算139
第八节永磁无刷有槽直流电动机的功率及效率142
第九节永磁无刷有槽直流电动机的现状及未来发展147
第七章永磁盘式直流电动机148
第一节永磁有刷盘式直流电动机的结构、起动和反转148
第二节永磁有刷盘式直流电动机的转动机理、转矩、反电动势、转速和调速150
第三节永磁有刷盘式直流电动机的功率、效率及节能153
第四节永磁有刷盘式直流电动机的额定数据、主要指标及主要参数155
第五节永磁有刷盘式直流电动机主要尺寸的确定159
第六节永磁有刷盘式直流电动机的转子绕组164
第七节永磁有刷盘式直流电动机换向器的设计168
第八节永磁无刷盘式直流电动机的结构、起动、反转和调速170
第九节永磁无刷盘式直流电动机的转动机理、反电动势及转矩173
第十节永磁无刷盘式直流电动机的额定数据及主要参数176
第十一节永磁无刷盘式直流电动机主要尺寸的确定179
第十二节永磁无刷盘式直流电动机的定子绕组183
第十三节永磁无刷盘式直流电动机的功率、效率和节能185
第八章永磁交流电动机188
第一节永磁交流电动机的结构和转动机理188
第二节永磁交流电动机的额定数据和主要参数193
第三节主要尺寸及定子槽设计196
第四节永磁交流电动机的绕组设计及绕组相关参数202
第五节永磁交流电动机的磁路计算及起动转矩207
第六节永磁交流电动机的损耗、功率和效率及转矩212
第七节永磁交流电动机的未来218
第九章永磁电动机转子轴的设计、计算及转子的平衡220
第一节永磁电动机转子轴最危险轴径的确定220
第二节转子轴的强度校核223
第三节转子轴的挠度和永磁电动机的临界转速227
第四节永磁电动机转子的平衡231
第十章设计举例233
设计举例1设计计算机驱动冷却风扇的永磁无刷两极四靴直流电动机233
设计举例2三相18极11kW永磁交流电动机设计237
附录251
附录A厚绝缘聚酯漆包扁铜线参数251
附录B磁导体硅钢片的主要性能(国产硅钢片)252
附录C部分导磁材料的磁化曲线及铁损曲线表256
参考文献263