稀土永磁电机的应用现状及其发展趋势.doc

《稀土永磁电机的应用现状及其发展趋势.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、稀土永磁电机的应用现状及其发展趋势电气1101班110301107王文博稀土永磁电机的应用现状及其发展趋势稀土永磁材料在电机中的应用1．1永磁电机的概念在电机内建立进行机电能量转换所必需的气隙磁场有两种方法。一种是在电机绕组内通电流产生磁场。这种方法既需要有专门的绕组和相应的装置，又需要不断供给能量以维持电流流动，例如普通的直流电机和同步电机。另一种是由永磁体来产生磁场。这种方法既可简化电机结构，又可节约能量。由永磁体产生磁场的电机就是永磁电机。1．2稀土永磁材料的优势及应用稀土永磁材料的磁性能优异，它经

2、过充磁后不再需要外加能量就能建立很强的永久磁场。稀土永磁电机不仅效率高，而且结构简单、运行可靠、体积小、重量轻。它既可达到传统电励磁电机所无法比拟的高性能(如高效、高速、高响应速度)，又可以制成能满足特定运行要求的特种电机，如电梯曳引电机、汽车专用电机等。稀土永磁电机与电力电子技术和微机控制技术相结合能使电机及传动系统的性能提高到一个崭新的水平，从而提高所配套的技术装备的性能和水平。这是电机行业调整产业结构的重要发展方向。收稿日期：20o8—o4—0138稀土永磁材料的广泛应用，已深入国民经济的方方面面，

3、其产量与用量已成为衡量一个国家综合国力与国民经济发展水平的重要标志。大力应用新型稀土永磁材料，将我国资源优势转化为产业优势，能带动高新技术产业及相关行业的迅猛发展，给国民经济带来新的增长点。近十多年来，全球烧结钕铁硼产量年平均增长率为25％左右。因此，稀土永磁电机是一项市场前景好、应用潜力大的朝阳产业。我国的稀土资源丰富，稀土不稀，号称“稀土王国”。稀土矿石和稀土永磁的产量都居世界前列。我国稀土资源主要分布在内蒙古包头、江西、四川和山东。世界已探明的稀土储量为6200万吨(以稀土氧化物REO计)，其中中国

4、稀土资源工业储量为4800万吨，远景储量达1．2亿吨，占世界已探明资源的80％，而且品种全、质量高，为大力开发稀土材料提供了得天独厚的条件。我国稀土永磁材料和稀土永磁电机的科研水平都达到了国际先进水平。目前，高档钕铁硼永磁产品N48、45M、44H、39SH、35UH和28EH等都已批量生产。充分发挥我国稀土资源丰富的优势，大力研究和推广应用以稀土永磁电机为代表的各种永磁电机，对实现我国社会主义现代化具有重要的理论意义和实用价值。《中国重型装备》HEAVYMACHINERYSCIENCEANDTECHN0

5、L0GYNo．4December20082永磁电机的发展概况永磁电机的发展同永磁材料的发展密切相关。我国是世界上最早发现永磁材料的磁特性并把它应用于实践的国家。两千多年前，我国就利用永磁材料的磁特性制成了指南针。19世纪20年代出现的世界上第一台电机就是由永磁体产生励磁磁场的永磁电机。但当时所用的永磁材料是天然磁铁矿石(FeO)，磁能密度很低，用它制成的电机体积庞大，不久就被电励磁电机所取代。随着各种电机迅速发展的需要和电流充磁器的发明，人们对永磁材料的机理、构成和制造技术进行了深入研究。相继发现了碳钢、

6、钨钢(最大磁能积约2．7kJ／m)、钴钢(最大磁能积约7．2kJ／m)等多种永磁材料。20世纪30年代出现的铝镍钴永磁(最大磁能积可达85kJ／m)和50年代出现的铁氧体永磁(最大磁能积现可达40kJ!m)在磁性能上有了很大提高。随着各种微型和小型电机纷纷使用永磁体励磁，永磁电机的功率小至数毫瓦，大至几十千瓦，在军事、工农业生产和日常生活中都得到广泛应用，产量急剧增加。在20世纪60年代和8O年代，稀土钴永磁和钕铁硼永磁(二者统称稀土永磁)相继问世。它们的高剩磁密度、高矫顽力、高磁能积和线性退磁曲线的优异

7、磁性能特别适合于制造电机，从此永磁电机的发展进入了一个新的历史时期。1983年日本住友特种金属公司和美国通用汽车公司各自研制成功钕铁硼(NdFeB)永磁，称为第三代稀土永磁。由于钕铁硼永磁的磁性能高于其他永磁材料，价格又低于稀土钴永磁材料，在稀土矿中钕的含量是钐的十几倍，而且不含战略物质钴，因而引起了国内外磁学界和电机界的极大关注，纷纷投人大量人力物力进行研究开发。目前正在研究新的更高性能的永磁材料，如钐铁氮永磁、纳米复合稀土永磁等，以求能有新的更大的突破。1983年出现价格相对较低的钕铁硼永磁后，国内外

8、的研究开发重点开始转移到工业和民用电机上。稀土永磁的优异磁性能，加上电力电子器件和微机技术的迅猛发展，不仅使许多传统的电励磁电机纷纷用稀土永磁电机未替代，而且可以实现传统的电励磁电机难以达到的高性能。3稀土永磁电机的主要结构特点和应用领域与传统的电励磁电机相比，稀土永磁电机具有结构简单、运行可靠、体积小、质量轻、损耗小、效率高、电机的形状和尺寸灵活多样等显著优点。因此稀土永磁电机的应用范围极为广泛，遍及航空、航天、国防、装备制