永磁同步發(fā)電機由于結(jié)構(gòu)簡單、無需勵磁繞組、效率高的特點而在中小型風力發(fā)電機中應用廣泛，隨著高性能永磁材料制造工藝的提高，大容量的風力發(fā)電系統(tǒng)也傾向于使用永磁同步發(fā)電機。永磁風力發(fā)電機通常用于變速恒頻的風力發(fā)電系統(tǒng)中，風力發(fā)電機轉(zhuǎn)子由風力機直接拖動，所以轉(zhuǎn)速很低。由于去掉了增速齒輪箱，增加了機組的可靠性和壽命；利用許多高性能的永磁磁鋼組成磁極，不像電勵磁同步電機那樣需要結(jié)構(gòu)復雜、體積龐大的勵磁繞組，提高了氣隙磁密和功率密度，在同功率等級下，減小了電機體積。

永磁同步發(fā)電機從結(jié)構(gòu)上分有外轉(zhuǎn)子和內(nèi)轉(zhuǎn)子之分。

對于典型的外轉(zhuǎn)子永磁同步發(fā)電機結(jié)構(gòu)，外轉(zhuǎn)子內(nèi)圓上有高磁能積永磁材料拼貼而成的磁極，內(nèi)定子嵌有三相繞組。外轉(zhuǎn)子設計，使得能有更多的空間安置永磁磁極，同時轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時的離心力，使得磁極的固定更加牢固。

由于轉(zhuǎn)子直接暴露在外部，所以轉(zhuǎn)子的冷卻條件較好。外轉(zhuǎn)子存在的問題是主要發(fā)熱部件定子的冷卻和大尺寸電機的運輸問題。

內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁同步發(fā)電機內(nèi)部為帶有永磁磁極、隨風力機旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子，外部為定子鐵心。除具有通常永磁電機所具有的優(yōu)點外，內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁同步電機能夠利用機座外的自然風條件，使定子鐵心和繞組的冷卻條件得到了有效改善，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動帶來的氣流對定子也有一定的冷卻作用。另外，電機的外徑如果大于4m，往往會給運輸帶來一些困難。很多風電場都是設計在偏遠的地區(qū)，從電機出廠到安裝地，很可能會經(jīng)過一些橋梁和涵洞，如果電機外徑太大，往往就不能順利通過。內(nèi)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)降低了電機的尺寸，往往給運輸帶來了方便。

內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁同步發(fā)電機中，常見有四種形式的轉(zhuǎn)子磁路，分別為徑向式、切向式、和軸向式。相對其它轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)而言，徑向磁化結(jié)構(gòu)因為磁極直接面對氣隙，具有小的漏磁系數(shù)，且其磁軛為一整塊導磁體，工藝實現(xiàn)方便；而且徑向磁化結(jié)構(gòu)中，氣隙磁感應強度接近永磁體的工作點磁感應強度，雖然沒有切向結(jié)構(gòu)那么大的氣隙磁密，但也不會太低，所以徑向結(jié)構(gòu)具有明顯的優(yōu)越性，也是大型風力發(fā)電機設計中應用較多的轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)。