Permanentmagnetmotoren (PMMs) erzeugen Drehmoment durch die Wechselwirkung des Statorstroms mit Permanentmagneten am oder im Rotor. Kleine Motoren mit geringer Leistung werden häufig für Oberflächenrotormagnete in IT-Geräten, kommerziellen Maschinen und Zusatzgeräten in Kraftfahrzeugen verwendet. Innenpermanentmagnete (IPMs) sind in großen Maschinen wie Elektrofahrzeugen und Industriemotoren üblich.

Bei PM-Motoren kann der Stator konzentrierte (kurze) Wicklungen verwenden, wenn die Drehmomentwelligkeit kein Problem darstellt, bei größeren PM-Motoren sind jedoch verteilte Wicklungen üblich.

Da Permanentmagnetmotoren haben keinen mechanischen Kommutator, der Wechselrichter ist zur Steuerung des Wicklungsstroms unerlässlich. Im Gegensatz zu anderen Arten von bürstenlosen Motoren benötigen Permanentmagnetmotoren keinen Strom, um ihr Magnetfeld aufrechtzuerhalten.

Wenn also kleine oder leichte Motoren verbaut sind, bieten Permanentmagnetmotoren das höchste Drehmoment und sind wahrscheinlich die beste Wahl. Kein Magnetisierungsstrom bedeutet auch eine höhere Effizienz bei Belastung am „Sweet Spot“ – also dort, wo der Motor die beste Leistung erbringt.

Darüber hinaus bringen Permanentmagnete zwar einen Leistungsvorteil bei niedrigen Drehzahlen, sind aber auch eine technische Achillesferse. Wenn beispielsweise die Drehzahl eines Permanentmagnetmotors zunimmt, nähert sich die Gegen-EMK der Versorgungsspannung des Wechselrichters an. wodurch es unmöglich wird, den Wicklungsstrom zu kontrollieren.

Dies definiert die Grundgeschwindigkeit eines allgemeinen Permanentmagnetmotors und stellt bei Oberflächenmagnetkonstruktionen typischerweise die maximal mögliche Geschwindigkeit für eine gegebene Versorgungsspannung dar.

Bei Geschwindigkeiten über der Grundgeschwindigkeit verwendet das IPM eine aktive Feldschwächung, bei der der Statorstrom manipuliert wird, um den magnetischen Fluss absichtlich zu verringern.

Der Bereich der sicher realisierbaren Drehzahlen ist auf etwa 4:1 begrenzt. Diese Begrenzung kann nach wie vor durch eine Reduzierung der Wicklungszahl und die Inkaufnahme höherer Kosten und Leistungsverluste im Wechselrichter erreicht werden.

Die Notwendigkeit einer Feldschwächung ist drehzahlabhängig und bringt unabhängig vom Drehmoment Verluste mit sich. reduziert die Effizienz bei hohen Geschwindigkeiten, insbesondere bei geringer Belastung.

Bei Elektrofahrzeugen, die auf der Autobahn fahren, ist dies sehr gravierend. Permanentmagnetmotoren werden bei Elektrofahrzeugen häufig bevorzugt, aber die Effizienzvorteile sind fraglich, wenn reale Fahrzyklen berechnet werden.

Zu den weiteren Nachteilen gehört die Tatsache, dass es aufgrund der inhärenten Gegen-EMK schwierig ist, unter Fehlerbedingungen zu arbeiten. Selbst wenn der Frequenzumrichter getrennt ist, fließt, solange der Motor läuft, weiterhin Strom durch die fehlerhafte Wicklung, was zu Rastmoment und Überhitzung, beides gefährlich.

Beispielsweise kann eine Feldschwächung bei hohen Drehzahlen zu einer unkontrollierten Leistungserzeugung durch Abschaltung des Antriebs führen, und die Die DC-Busspannung des Wechselrichters kann gefährliche Werte erreichen.

Mit Ausnahme der Permanentmagnetmotoren mit Samarium-Kobalt-Magneten, Betriebstemperatur ist eine weitere wichtige Einschränkung. Hohe Motorströme aufgrund eines Wechselrichterfehlers können dazu führen Entmagnetisierung.

Die Höchstgeschwindigkeit ist begrenzt durch mechanische Magnethalterung. Wenn ein Permanentmagnetmotor beschädigt ist, muss er zur Reparatur häufig an das Werk zurückgeschickt werden, da sich der Rotor nur schwer sicher herausziehen und handhaben lässt.

Schließlich Recycling am Ende der Lebensdauer ist umständlich, obwohl der derzeit hohe Wert von Seltenerdmaterialien solche Materialien wirtschaftlich rentabler machen könnte.

Trotz dieser Nachteile Permanentmagnetmotoren sind hinsichtlich niedriger Drehzahl und optimaler Effizienz nach wie vor konkurrenzlos und in Situationen nützlich, in denen Größe und Gewicht von entscheidender Bedeutung sind.