 |
| |
|
| |
|
起重电机之电机的稀土“依赖症”要被治愈了？ |
发布时间：2022-08-29 21:24:00 点击： |
| |
|
| |
起重电机、YZR起重电机,YZB起重电机专业生产厂家无锡宏达电机2022年8月29日讯 一直以来，电机使用的永磁体是由稀土金属制成的。然而，镝和钕这样的资源有限，除此之外，在材料的提取和加工时，会产生有毒物质，污染环境。
物流和价格波动等原因也使很多电动汽车制造商在原材料获取时可能会面临不确定因素。比如，钕（电机制造中主要使用的稀土金属）在过去的短短两年时间内，每公斤的成本从42美元飙升至236美元左右，足足上涨了312%。这种极端的价格波动对制造商来说，无疑成为了其扩大电动汽车生产规模的一个阻碍。
►
可替代稀土金属的材料：锰 - 铋合金
为了尽可能使电机生产不那么依赖稀土的使用，Pittsburgh大学的工程师与Ames实验室以及Powdermet Inc.联手合作找寻更合适的替代方案，该研发计划获得了美国能源部20万美元的资金支持。除此之外，AMPED联盟以及他们其中有来自于卡内基梅隆大学和北卡罗来纳州立大学的工程师同时也在研究电力电子和电源转换系统的磁性材料。
Pittsburgh大学机械工程和材料科学副教授兼电力和AMPED联盟主任Paul Ohodnicki博士讲解道：“ 电机之所以用到永磁体，是因为与需要电流的电磁铁不同，即使在相反的磁场存在的情况下，永磁体也可以产生并保持强磁场。”
“ 我们找到了一种可替代钕和镝等稀土金属的材料来制造永磁体，如Ames实验室的关键材料研究中心所研发的【锰 - 铋合金】。这将使电动汽车制造成本更低，产量更高且更适合长期可持续发展这一理念。”
如何减少稀土基永磁体在电机中的使用，以下是有待研究的几个主要领域：
新型无稀土永磁材料
能够高速运行的可替代电机合金
新的电机设计策略
永磁体替代品可延展的制造方式及技术和正在开发的电机合金
在电动汽车进行集成之前进行全面的资格认证和测试
“ 稀土金属具有极为独特的磁性，在高效和功率密集的电机设计中作为永磁体得到了充分的利用 ” Ohodnicki博士解释道，“ 我们所做的研究不是在开发不含或含少量稀土元素的新型永磁材料，而是正在与在该领域的其他研究小组合作，看是否能有替代材料可以用于优化电机设计。此外，我们正在寻找新型电机的设计方法，以减少对稀土永磁材料的需求，关键的一个设计策略是研发出能更高速度运行的电机，使得在相同功率输出下减小优化电机的尺寸 。”
►
新型电机合金：纳米晶基电机合金
“我们也正在研究现有电机合金的先进制造工艺，以及用于转子和定子软磁层压的新型纳米晶基电机合金，使其能够用于新的高效和高功率密度电机设计。”
“这些不是稀土基永磁材料的直接替代品，”Ohodnicki博士指出，“新型电机合金的研发与利用无稀土永磁体进行更高速度和更高效的电机设计是协同的，这有助于改善和解决原先对供应链依赖的问题。特别是纳米晶基电机合金，在高电气开关频率下运行时，其损耗低于现有的电工钢，这可以成为实现高速电机研发设计的关键推动因素。”
“ 在更新换代的电动汽车中新的技术得到应用，电机性能得到提升。汽车制造商们使用现有的永磁材料和电机合金将这些电机商业化，这样循序渐进式的改进将会持续下去。我们的目标是尽快启动基于新型纳米晶合金的高速电机的资格认证流程，目标是在未来五年内将其商业化。”
结语
根据Ohodnicki博士的说法，设计不含稀土金属的电机并非易事，仍有不少挑战。虽然目前已经有许多不含稀土金属的电机投入生产并商业化。可事实证明，这些电机在性能和制造方面要达到稀土金属永磁电机的水平还有距离。 在电动汽车等高性能产品的应用中，电机效率、尺寸和重量至关重要，稀土永磁电机将会继续发挥重要作用 |
| |
| 上一篇：起重电机之如何分辩电机质量的优劣？
|
| |
|
| |
|
| |
|
|
| |
|
|
| |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
