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

永磁無刷同步電機(jī) 的用途 已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越了在機(jī)床 、數(shù)控機(jī)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(jī) 的額定功率 已增至2 2 0 千瓦。永磁電機(jī) 的新 用途包括在工業(yè)流程 中的多方面應(yīng)用 ,如 :混 合動(dòng)力電動(dòng)汽 車、磁 性(變速 )驅(qū)動(dòng)器和巨 型風(fēng)機(jī)專用的發(fā)電機(jī)。與感應(yīng)電機(jī)相 比,其應(yīng)用目標(biāo)是通過減少轉(zhuǎn)子損耗實(shí)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(jī)是一種重要 的多用途產(chǎn)品。該設(shè)計(jì)結(jié)合了一個(gè)復(fù)合鋼板外殼的定子和一個(gè)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(jī) 和專用電機(jī)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(jī)仍用于水冷式設(shè)備,如用于鉆探行業(yè) 的減速電機(jī) ,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 ) 全球研究所開發(fā)的電力驅(qū)動(dòng) 的氣壓機(jī)標(biāo)志著 電機(jī)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(huì)上介紹了一款功率為6M W 的高速驅(qū)動(dòng)電機(jī)的原型。G E G R認(rèn)為,效率和其它優(yōu)點(diǎn)使永磁電機(jī) 的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)在轉(zhuǎn)速達(dá)到1 5,。 。0 r P m 的情況下成為首選產(chǎn)品。

材料問題

永磁機(jī)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(tái)大型電機(jī),磁鐵的需求都會(huì)更大。在后一種情況下,每個(gè)單元中會(huì)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(jì)(該設(shè)計(jì)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(jì)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(jī) 組 的永磁發(fā) 電機(jī)也需要大量磁鐵。大型發(fā) 電機(jī) 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(jī) 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(jī) ,因此用于慢速直驅(qū)發(fā)電機(jī)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(jī)中的磁鐵的重量超過了2 公噸。 ”即4,4 0 0磅 !

永磁電機(jī) 用途 的增多已 經(jīng)引來更多人對稀土永磁供求危機(jī)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(dòng)制造業(yè)市場的競爭 ,這樣磁鐵價(jià)格不太可能上升。

B a l d o r公司的S e ha e fe r補(bǔ)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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