Permanentmagnetmotoren (PMMs) erzeugen ein Drehmoment durch die Wechselwirkung des Statorstroms mit Permanentmagneten auf oder im Rotor. Kleine, leistungsschwache Motoren mit Oberflächenrotormagneten werden häufig in IT-Geräten, Industriemaschinen und Kfz-Nebenaggregaten eingesetzt. Permanentmagnetmotoren mit Innenrotormagneten finden hingegen gängige Anwendung in großen Maschinen wie Elektrofahrzeugen und Industriemotoren.

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 keinen mechanischen Kommutator besitzen, ist der Frequenzumrichter zur Steuerung des Wicklungsstroms unerlässlich. Im Gegensatz zu anderen bürstenlosen Motoren benötigen Permanentmagnetmotoren keinen Strom zur Aufrechterhaltung ihres Magnetfelds.

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 bieten Permanentmagnete zwar Leistungsvorteile bei niedrigen Drehzahlen, stellen aber gleichzeitig eine technische Schwachstelle dar. Beispielsweise nähert sich die Gegen-EMK bei steigender Drehzahl eines Permanentmagnetmotors der Versorgungsspannung des Wechselrichters an, wodurch eine Regelung des Wicklungsstroms unmöglich wird.

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 der Feldschwächung ist drehzahlabhängig und verursacht unabhängig vom Drehmoment Verluste. Dies reduziert den Wirkungsgrad bei hohen Drehzahlen , insbesondere bei geringer Last.

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 schwierige Handhabung im Fehlerfall aufgrund der inhärenten Gegen-EMK. Selbst bei abgeschaltetem Frequenzumrichter fließt, solange der Motor läuft, weiterhin Strom durch die fehlerhafte Wicklung, was zu Rastmoment und Überhitzung führt – beides gefährliche Zustände.

Beispielsweise kann eine Feldschwächung bei hohen Drehzahlen zu einer unkontrollierten Stromerzeugung durch Antriebsabschaltung führen, und die Gleichspannung des Wechselrichters kann gefährliche Werte erreichen.

Abgesehen von Permanentmagnetmotoren mit Samarium-Kobalt-Magneten stellt die Betriebstemperatur eine weitere wichtige Einschränkung dar. Hohe Motorströme aufgrund eines Wechselrichterausfalls können zu Entmagnetisierung führen.

Die Höchstdrehzahl wird durch die mechanische Magnetbefestigung begrenzt. Bei Beschädigung eines Permanentmagnetmotors ist für die Reparatur häufig eine Rücksendung an den Hersteller erforderlich, da das sichere Ausbauen und Handhaben des Rotors schwierig ist.

Schließlich ist das Recycling am Ende des Lebenszyklus aufwendig , obwohl der derzeit hohe Wert von Seltenerdmaterialien die wirtschaftliche Rentabilität solcher Materialien erhöhen könnte.

Trotz dieser Nachteile sind Permanentmagnetmotoren in puncto Wirkungsgrad bei niedrigen Drehzahlen und optimalem Drehzahlbereich nach wie vor unübertroffen und eignen sich besonders für Situationen, in denen Größe und Gewicht eine entscheidende Rolle spielen.