Generator synchroniczny z magnesami trwałymi (PMSG) to generator elektryczny, który do wytwarzania pól magnetycznych wykorzystuje magnesy trwałe zamiast cewek przewodów elektrycznych. Magnesy, które utrzymują swoje pola magnetyczne przez długi czas w zmiennych warunkach, nazywane są magnesami trwałymi. Standardowe generatory elektryczne wymagają uzwojeń silnika zwanych cewkami wzbudzającymi do wytworzenia pola magnetycznego używanego do wytwarzania prądu elektrycznego. Zastąpienie cewek magnesami trwałymi eliminuje moc wymaganą do działania cewek, zmniejsza rozmiar silnika i umożliwia generowanie mocy przy różnych prędkościach.
Standardowe generatory elektryczne cewkowe zasilane parą lub wodą zwykle działają ze stałą prędkością, wytwarzając energię elektryczną o stałym napięciu i częstotliwości. W przypadku elektrowni wodnych lub hydroelektrycznych, różne poziomy wody w zaporach i jeziorach zasilających mogą utrudniać utrzymanie odpowiedniego przepływu do generatora. Generator synchroniczny z magnesami trwałymi może pracować z różnymi prędkościami, umożliwiając lepszą pracę przy sezonowych poziomach wody. Nie potrzebują też przekładni kontrolujących prędkość.
PMSG o małej prędkości zaowocowały opracowaniem wydajnych generatorów wiatrowych. Zmienna natura wiatru stwarza problemy dla standardowych generatorów elektrycznych, które muszą działać w stałych warunkach. Generatory z magnesami trwałymi mogą działać z różnymi prędkościami, mają zmniejszoną wagę, działając jako jednostka z napędem bezpośrednim bez przekładni i są bardzo trwałe.
Systemy te zostały włączone do samochodowej technologii hybrydowej. Samochód hybrydowy wykorzystuje zespoły akumulatorów do zasilania jednego lub więcej napędów elektrycznych. Napęd elektryczny może wykorzystywać generator synchroniczny z magnesami trwałymi, który będzie działał jako silnik lub generator. Energia z akumulatora wysyłana do PMSG może pomóc w poruszaniu się samochodem, działając jako silnik, a gdy pojazd zwalnia, generator pomaga naładować akumulatory.
Dobrym rynkiem dla systemów PMSG jest kogeneracja energii elektrycznej. Wytwarzanie gazu ziemnego lub węgla wytwarza dużą ilość gazów spalinowych. Generacja na paliwo ma zazwyczaj sprawność około 30 procent. Gazy spalinowe mogą być podawane do turbiny szybkoobrotowej połączonej z generatorem synchronicznym. Wytwarzanie energii elektrycznej ze strumienia gazów odlotowych może podnieść całkowitą wydajność wytwarzania do około 70 procent.
Magnesy trwałe zazwyczaj nie są wykonane z żelaza, które z czasem może tracić siłę magnetyczną. Rodzaj magnesu zwany magnesem ziem rzadkich można uformować w kształty potrzebne do dopasowania do wnętrza PMSG. Magnesy ziem rzadkich mogą być wykonane z kombinacji samar/kobalt lub neodym/żelazo/bor. Magnesy te są określane jako ziem rzadkich, ponieważ samar i neodym są wymienione w części układu okresowego pierwiastków ziem rzadkich, tablicy wszystkich znanych pierwiastków naturalnych i syntetycznych.