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稀土永磁電機產業須加大研發力度

發布時間: 時間:2017-06-02

我國稀土儲量約占世界的23%,產量占世界80%。稀土元素是十分重要的戰略資源,在信息、能源、材料、環保、國防等領域用途廣泛,其中新材料中應用約占62%,而稀土永磁中用量約占新材料應用中的63%。在日前舉辦的中國稀土學會2017學術年會上,中國工程院院士都有為表示,由于稀土元素的特殊電子結構,以及具有高自旋磁矩、大的軌道矩、強的自旋軌道耦合,因此在磁性材料中的應用占據不可取代的重要地位,其應用有待不斷創新、開拓。

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日前,由工信部、發改委、科技部、財政部聯合下發的《新材料產業發展指南》明確指出,“加快實現稀土磁性材料及應用器件產業化”、“大力發展稀土永磁節能電機及配套稀土永磁材料、高溫多孔材料、金屬間化合物膜材料、高效熱電材料,推進在節能環保重點項目中的應用”。
稀土永磁電機即是上世紀70年代初期出現的一種新型永磁電機。中國工程院院士唐任遠指出,稀土永磁電機應用場合遍及計算機、工程裝備、交通運輸、風力發電、風機、泵類、石油化工、采礦、家用電器、醫療設備、航空、航海、航天、兵器等各個領域。《中國制造2025》列出的十大重點領域中有七個領域提出了對稀土永磁電機的要求,《節能工程》的重點之一是推廣應用稀土永磁電機,足見稀土永磁電機在現代國民經濟中的重要地位。

唐任遠表示,稀土永磁電機具有很多優點,如磁場由永磁體產生,維持磁場不需要能量,因此電機高效、功率因數高;稀土永磁電機損耗低,發熱量小,可提高電磁負荷;與電力電子技術、現代控制技術等先進技術相結合,簡化甚至去掉中間的傳動機構,直接驅動,可進一步與技術裝備形成一體化;可實現優良的控制性能,有利于電機的智能化發展;電機結構多樣化,不再局限于傳統的徑向磁通結構,出現了無鐵心、軸向磁通、橫向磁通、直線、雙定子、雙轉子、定子永磁型等多種新型結構等。

同時,稀土永磁電機也有它的缺陷。唐任遠介紹道,首先,稀土永磁材料價格較高,影響永磁電機的推廣應用。電機的基本材料硅鋼片、銅線等每公斤幾元或幾十元,永磁體則需要每公斤幾百元。其次,永磁材料比較脆,加工工藝復雜。它的磁力比較強,小電機可以先裝配后再整體充磁,而大功率電機需要先充磁后裝配,這樣工藝難度較大。再次,如果設計計算有誤,永磁材料未能保證高溫性能,有可能導致電機不可逆退磁。

對于稀土永磁電機的前景展望,唐任遠提出了幾點見解:一是要提高質量,創中國品牌。加大科研院所與企業協同創新力度,逐漸提高永磁電機產品的工程化、成熟化、配套化程度,提高質量和可靠性,創造中國品牌,爭取部分產品出口海外。二是提高性價比,擴大應用范圍,滿足新型產業崛起和傳統產業升級改造的需求。三是要向高端高性能方向發展,如新能源汽車驅動電機、高檔數控機床和機器人等。

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