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高性能钕铁硼在电机内发挥的作用

发布于:2013-8-9  阅读1522次

       应用来看,大量高性能钕铁硼永磁材料是通过使用在电机内发挥作用的,而使用永磁材料的电机通常被称为永磁电机。永磁电机又分为铁氧体励磁电机和稀土永磁电机。电机是以磁场为媒介进行机械能和电能相互转换的电磁装置。 为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:在电机绕组内通电流产生,既需要有专门的绕组和相应的装置,需要不断提供能量以维持电流流动,通常称为电励磁电机,如普通的直流电机和同步电机;有永磁磁体来产生磁场,既可简化电机结构,又可节约能量,这就是永磁电机。永磁电机的应用极为广发,遍及航空、航天、国防、装备制造、工农业生产和日常生活的各个领域:其容量从大到小,目前已达到兆瓦,应用范围越来越广;其地位越来越重要,从军工到民用,从特殊到普通领域,不仅在微特电机中占优势,而且在电力推进系统中也显示出了强大的生命力。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。与应用传统钕铁硼永磁材料生产的稀土永磁电机相比,应用高性能钕铁硼永磁材料的新型稀土永磁电机体积更小、损耗更低,效率显著高于传统稀土永磁电机。 稀土永磁电机是一种高效节能产品,平均节电率高达10%以上,应用高性能钕铁硼永磁材料的稀土永磁电机的节电率可高达15%~20%。在风电机、压缩机等需要无极变频调速的 场合,永磁变频调速节电率高达30%以上。国际电机节能的先进水平是风机自身运行效率一般在80%以上,系统运行效率在85%左右。而目前我国国产设备的本体设计效率为70%,统运行效率不到30%,电源浪费十分严重。 据国际能源机构(IEA)2006年7月的工作报告,通过改善电动机效率结合变频调速可以节约大约7%的电能,其中大致有1/4~1/3是靠提高电动机效率来获得的。为协调各国能效分级标准,2006年,国际电工委员会(IEC)制定了一项能效标准IEC60034-30。 该标准将一般用途电动机效率水平分为IE1、IE2、IE3、IE4四级,其中IE1为标准效率,相当于我国目前生产你的普通系列感应电动机的效率水平;IE2为高效率,比普通电机的效率平均提高2.75%,损耗平均下降20%左右;IE3为超高效率,效率再提高1.5%~2%,损耗平均再降低15%,目前只有美国预计2010年达到IE3能耗水平,强制执行;IE4为超超高效率,损耗预计再下降20%左右。 综合来看,应用高性能钕铁硼永磁材料的稀土永磁电动机容易做到高效率,即达到IE2级的效率值。 稀土永磁电机正向大功率化(高转速、高转矩)、高功能化和微型化方向发展,不断扩展新的电机品种和应用领域。目前,我国高性能钕铁硼永磁材料的主要下游行业分为两类,传统下游行业,包括VCM电机和个人消费电子类产品;新能源和节能环保行业,包括节能风能发电设备、节能电梯曳引机制造业、节能环保空调(变频空调)、EPS及混合动力汽车。值得注意的是,节能环保空调及混合动力汽车目前对高性能钕铁硼永磁材料的需求主要是通过采购日本生产的高性能钕铁硼永磁材料而满足的,目前暂未选用我国的高性能钕铁硼永磁材料。 在未来的几年里,我国节能风能发电设备行业、节能电梯曳引机制造行业、混合动力汽车及EPS制造行业将随着国家对新能源、节能减排工作的重视程度不断提高而迅速发展,对高性能钕铁硼永磁材料的需求将迅速增长;而VCM电机和个人消费电子类产品总体上将继续保持稳定缓慢增长的态势,对高性能钕铁硼永磁材料的需求将保持稳定。而随着我国定频空调能耗标准的制定及国外变频空调的普及,未来几年里我国变频空调占空调总量的比例将大幅提升。同时,受空调压缩机性能和体积的限制,使用高性能钕铁硼永磁材料作为压缩机磁体的比例将越来越大。在未来几年里,节能变频空调及混合动力汽车将逐步选用我国生产的高性能钕铁硼永磁材料作为原材料,需求量将逐步攀升。 2014年,我国高性能钕铁硼永磁材料行业下游需求分布如下图。其中,节能风能发电设备制造、节能电梯曳引机制造、节能环保空调、EPS节能环保电机及混合动力汽车的应用将超过2014年我国高性能钕铁硼永磁材料总需求量80%。

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