本文的崛起是指 目前的永磁機器( p M)的用途和尺寸不斷擴大,如電機 、發(fā)電機和其他設(shè)備等。時代已 經(jīng)改變了永磁機器主要是小型交流(和直流)電機這一觀念。

永磁無刷同步電機 的用途 已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越了在機床 、數(shù)控機床上的應(yīng)用和相關(guān)的傳統(tǒng)用途。例如 ,除 了外觀尺寸的變化,Fa n u c公司永磁電機 的額定功率 已增至2 2 0 千瓦。永磁電機 的新 用途包括在工業(yè)流程 中的多方面應(yīng)用 ,如 :混 合動力電動汽 車、磁 性(變速 )驅(qū)動器和巨 型風(fēng)機的發(fā)電機。與感應(yīng)電機相 比,其應(yīng)用目標(biāo)是通過減少轉(zhuǎn)子損耗實現(xiàn)高效率。

B a l d o r E l e e tri e 公司 的R PM A C 系列永磁無刷 同步 電機是一種重要 的多用途產(chǎn)品。該設(shè)計結(jié)合了一個復(fù)合鋼板外殼的定子和一個有 凸極、內(nèi)置永磁體( I P M )的轉(zhuǎn)子 ,用于提高功率密度和效率。變速電機 和電機營銷經(jīng)理R i c hS c h a e f e r 解釋說 ,日尸M A C 系列產(chǎn)品在標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)冷情況下的額定功率目前已達(dá)到7 0 0 馬力( 5 22 千瓦)。S c ha e f e r 指出,額定功率更高的電機仍用于水冷式設(shè)備,如用于鉆探行業(yè) 的減速電機 ,其額定功率 為1 0 2 0 馬力,可在非常緊湊的空間內(nèi)產(chǎn)生3 5,0 0 0 l b 一f t ( 4 7,4 6O N 一m )的扭矩。

通用電氣公司( G E G R ) 研究所開發(fā)的電力驅(qū)動 的氣壓機標(biāo)志著 電機的功率將進(jìn)一步提高。G E G 日于2 。。9 年3 月在美國能源部和其他部門分期舉行的專題討論會上介紹了一款功率為6M W 的高速驅(qū)動電機的原型。G E G R認(rèn)為,效率和其它優(yōu)點使永磁電機 的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)在轉(zhuǎn)速達(dá)到1 5,。 。0 r P m 的情況下成為產(chǎn)品。

材料問題

永磁機器是主要通過稀土永磁材料( 通常為欽一鐵一硼 ,即N d 一Fe 一B ) 產(chǎn)生高扭矩的。更加廣泛的用途意味著無論是將少量永磁材料用于大批量產(chǎn)品,還是將大量永磁材料用于幾臺大型電機,磁鐵的需求都會更大。在后一種情況下,每個單元中會產(chǎn)生數(shù)百磅磁鐵,即使采用內(nèi)置永磁體的轉(zhuǎn)子設(shè)計(該設(shè)計可減少磁鐵重量,從而滿足轉(zhuǎn)矩輸出恒定的要求)也是如此。內(nèi)置永磁體的設(shè)計可產(chǎn)生有附加磁阻轉(zhuǎn)矩的部件。

用于 多兆瓦級 風(fēng)力發(fā)電機 組 的永磁發(fā) 電機也需要大量磁鐵。大型發(fā) 電機 制造商S w i t C hC o n tro ls & C o n v e rte rs 公司的副總裁A n d e rsT r o e d s o n 說 :“在高速發(fā)電機 中,磁鐵重量為1 5 0 一2 0 0公斤( 3 3 0 一4 4 0磅)。 ”然而 ,由于產(chǎn)生扭矩需要直徑大、極數(shù)多的電機 ,因此用于慢速直驅(qū)發(fā)電機的磁鐵重量迅速增加。T r o e d s o n稱 , “軸速越低 ,輸 出相同功率所需的扭矩越大。大型直驅(qū)發(fā)電機中的磁鐵的重量超過了2 公噸。 ”即4,4 0 0磅 !

永磁電機 用途 的增多已 經(jīng)引來更多人對稀土永磁供求危機即將到來的擔(dān)憂。專家們則認(rèn)為情況沒那么嚴(yán)重。T r o e d s o n稱 , “我們原材料或產(chǎn)能正在減少。 ”他認(rèn)為,需求量增加將推動制造業(yè)市場的競爭 ,這樣磁鐵價格不太可能上升。

B a l d o r公司的S e ha e fe r補充認(rèn) 為, “我們有豐富的稀土永磁原料,但我們需要確保生產(chǎn)質(zhì)量,并謹(jǐn)慎選擇供應(yīng)商。 ”

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