如何用软磁减少稀土电机磁铁的使用复合

发布的埃里克•沃尔夫——2021年8月5日

如今,每个在电机设计中使用稀土磁铁(rem)的工程师都遇到了一个问题。

随着欧洲、亚洲和美国一些州对温室气体施加更多的规定,对温室气体的需求进一步增加“电气化”汽车继续上升。电气化反过来导致了对稀土材料的需求激增。出于多种原因,由这些材料制成的磁铁在交流电机设计中表现出色,但最终产品却更加昂贵。

因为中国控制了超过80%的市场矿物用来制造这些磁铁的加工,有双方成本问题可用性。COVID - 19危机只会使供应链更加紧张。

并不让人感到意外,设计师们正在寻找稀土电机磁铁的替代品.这就是粉末冶金的秘密武器发挥作用的地方。

软磁复合材料可以减少对稀土永磁电机的依赖,同时保持有竞争力的性能水平。这对粉末冶金绿色技术开放开放的客户有深远的机会。我们将解释如何。

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您可以使用哪种稀土电机磁铁与替代品?

几种稀土磁铁材料是替代或减少的候选者。

这些材料是元素周期表上镧系元素(稀土)系列的一部分。请记住,看起来与主要部分分开的表的孤独块?“分离”部分的顶线代表镧系元素系列。

为什么要用这种材料?稀土金属的磁性不可否认。当你将钕、铁和硼以适当的比例混合时,你就会创造出一种能量输出更强大的磁铁(也就是吸引力)。

想象一下冰箱里的磁铁能把你的购物清单放在合适的位置。相对而言,它的拉力是,比如说,1…而注入钕的磁铁的拉力是100或更多。这在发动机中产生了更多的力和相互作用。

不幸的是,今天的铁钕磁铁的价格是过去的2-3倍。设计师应该尽可能地考虑价值选择。

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镨&镝

为什么要用这些材料?一旦温度超过居里点,磁铁失去了它的性能.镨和镝制成磁铁在更高温度范围内更具抗拒退磁

这是交流电动汽车设计中的关键性能目标。当然,电机随着时间的推移炎热。

这两种稀土材料可以将标准合金的居里点提高300华氏度。

其他工业强度稀土磁铁材料

其他稀土材料,如铽和钆,在电机设计中是相当普遍的。它们的作用与上面看到的类似。

汽车制造商甚至开始用稍微较少昂贵的稀土材料取代传统的稀土材料。在大规模生产中,一点仍然增加了很多。

但如果我们能100%摆脱它们呢?

中小企业如何减少对稀土电机磁铁的依赖

软磁复合材料(smc)是一种新兴的解决方案,可以减少你对昂贵、难以获得的材料的依赖。

在这里,smc的目标不是神奇地改变或改善稀土金属的磁性。相反,smc解锁近净成形能力为不同的电机形状和概念打开了大门,允许您放弃使用rem。

与标准的径向电机设计不同,有远见的工程师正在寻找更圆滑的替代方案,比如:

  • 轴向磁通电机
  • 横向通量电动机
  • 开关磁阻电机
  • 甚至重新设计的径向磁通电机!

它们在这些独特的设计中使用非稀土永磁体,但仍然仍然实现与同一尺寸径向电机相同的性能。

软磁复合材料(SMC)可以降低对稀土永磁电机的依赖通过独特的电机概念取代铁氧体磁体关于通量浓度设计。这些独特的电机设计通常是不切实际的叠片,但是通过SMC技术很容易获得.最终结果是较低的成本,同时保持竞争性能水平。

你当然可以在横向或轴向电机中使用稀土材料来获得某些好处这已经不值得了。中小企业的价值主张太大了。

减少稀土永磁电机的影响

smc允许你使用铁氧体磁体,但改变了它们与电机结合的形状。电动马达仍然会很强大。

这对减少稀土材料在非传统消费领域的应用具有重要意义。能源行业也能从中受益,因为SMC可以支持向清洁技术的过渡。

明天会议的标准

像“电气化”和“可持续性”这样的词汇不会消失。将稀土金属留在粉末冶金的优势,可以将您的AC电磁设计接近满足环境标准 - 同时保持性能。

了解更多关于其他性能和成本影响的信息转移到基于smc的设计,请参阅下面的可视化资源:

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