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關(guān)鍵詞：永磁電機(jī)；稀土永磁電機(jī)；節(jié)能

【導(dǎo)讀】在工業(yè)領(lǐng)域中，永磁電機(jī)的用量不斷提高，因?yàn)樗且环N有著更高效率、更高動(dòng)態(tài)性能和更加緊湊結(jié)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)裝置。在生產(chǎn)制造它的高性能磁鐵時(shí)，卻需要使用稀土元素——非常稀缺的關(guān)鍵材料，但目前已經(jīng)有解決辦法了。

在工業(yè)領(lǐng)域中，永磁電機(jī)的用量不斷提高，因?yàn)樗且环N有著更高效率、更高動(dòng)態(tài)性能和更加緊湊結(jié)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)裝置。在生產(chǎn)制造它的高性能磁鐵時(shí)，卻需要使用稀土元素——非常稀缺的關(guān)鍵材料，但目前已經(jīng)有解決辦法了。

在工業(yè)領(lǐng)域中，尤其是在電氣工業(yè)領(lǐng)域中，高性能的永磁電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)有著非常重要的意義。在許許多多的情況下，它們是不可或缺的電氣產(chǎn)品。在使用了永磁材料之后，永磁電動(dòng)機(jī)比三相異步電動(dòng)機(jī)的效率有了提高，同時(shí)它的結(jié)構(gòu)也更加緊湊、體積更小。因此，在工業(yè)領(lǐng)域中，它逐步成為三相異步電動(dòng)機(jī)理想的替代品，因?yàn)樗鼭M足了歐盟EU 640/2009規(guī)范最低效率等級(jí)的規(guī)定和要求。基于這一原因，人們預(yù)計(jì)，到第二代(2105)和第三代(2017)歐盟節(jié)能指令失效之日起，永磁同步電動(dòng)機(jī)的市場(chǎng)份額將會(huì)進(jìn)一步提高。

高性能的永磁材料為電動(dòng)汽車(chē)提供了功率性能更加強(qiáng)大、結(jié)構(gòu)體積更加緊湊的動(dòng)力。在風(fēng)力發(fā)電設(shè)備中，永磁材料也充分地體現(xiàn)了它的優(yōu)點(diǎn)，使用永磁材料制造的風(fēng)力發(fā)電機(jī)減輕了很多重量。在產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)度相同這一前提下，永磁材料的重量只是銅線繞組的1/10。

在永磁電動(dòng)機(jī)中，大多數(shù)的永磁材料是釹磁鐵，一般來(lái)講所需的稀土元素為釹、鏑和鋱。隨著電動(dòng)汽車(chē)時(shí)代的到來(lái)、隨著人們有關(guān)工業(yè)企業(yè)高效節(jié)能的大討論，今后幾年里對(duì)永磁電機(jī)的需求將會(huì)大大提高。

這些金屬元素并不是非常罕見(jiàn)的，但它們的價(jià)格，近幾年來(lái)上漲得卻非常厲害。其原因是，盡管中國(guó)的稀土元素蘊(yùn)藏量?jī)H占全球的38%左右，但中國(guó)向全球市場(chǎng)提供的稀土卻超過(guò)了97%。生態(tài)研究院的一份資料指出，中國(guó)是唯一一個(gè)具有全部磁鐵生產(chǎn)鏈的國(guó)家。當(dāng)中國(guó)明顯感到近幾年稀土元素出口的重要性之后，從2010年起開(kāi)始了出口限制，這就推動(dòng)了市場(chǎng)價(jià)格的上漲，直到這一限制松動(dòng)并于2015年初解除為止。

為什么稀土元素對(duì)于永久磁鐵的生產(chǎn)有著非常重要的意義呢?釹元素能夠提供很高的磁性，利用釹元素生產(chǎn)的NeFeB釹鐵硼磁鐵，在溫度不超過(guò)120℃的環(huán)境中有著很好的抗退磁性能。當(dāng)加入稀土元素鏑之后，可以在溫度高達(dá)200℃的環(huán)境中仍然有著很好的抗退磁性能，因此非常適合于在電動(dòng)機(jī)技術(shù)領(lǐng)域中制造伺服驅(qū)動(dòng)裝置，或者在風(fēng)力發(fā)電設(shè)備中生產(chǎn)風(fēng)力發(fā)電機(jī)，在NeFeB釹鐵硼磁鐵中加入稀土元素鋱后可提高其功率性能。

擺脫對(duì)稀土材料的依賴

動(dòng)力驅(qū)動(dòng)設(shè)備對(duì)永磁材料的需求量不斷增加，電動(dòng)汽車(chē)也是全球市場(chǎng)中的一個(gè)重要增長(zhǎng)點(diǎn)，而風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的發(fā)展趨勢(shì)則是無(wú)變速器的直接驅(qū)動(dòng)。這都意味著，工業(yè)領(lǐng)域?qū)ο⊥猎氐男枨罅繒?huì)進(jìn)一步增加。然而，不管是中國(guó)的政策還是近幾年來(lái)不斷提高的稀土元素需求量，都迫切要求企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)尋找新的、擺脫對(duì)稀土元素依賴的出路。要擺脫對(duì)稀土元素的依賴，原則上有三種可能的方法：尋找和開(kāi)發(fā)有著相同性質(zhì)的替代材料;開(kāi)發(fā)從廢舊電器中回收稀土元素的工藝技術(shù);節(jié)約永磁材料，優(yōu)化永磁材料零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和加工工藝。

但在現(xiàn)實(shí)生活中，迄今為止幾乎沒(méi)有找到所謂的替代材料。例如，霍倫霍夫研究所進(jìn)行的稀土研究項(xiàng)目就是一個(gè)從廢舊電機(jī)中回收原材料的研究項(xiàng)目。正如生態(tài)研究院在一份工作報(bào)告中指出的那樣，從廢舊電器中回收稀土元素還是很有潛力的，因?yàn)橛谰么盆F中含有的稀土元素占30%左右。

這里的問(wèn)題是，使用過(guò)的設(shè)備或者驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)常常不是報(bào)廢處理，相反是出口到非歐盟國(guó)家去了，目前還沒(méi)有形成回收和再利用的機(jī)構(gòu)和體系。IFAM霍倫霍夫生產(chǎn)技術(shù)和先進(jìn)處理技術(shù)研究所已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的稀土火法和濕法冶金技術(shù)方案，但是真正的實(shí)施這些技術(shù)方案卻又缺少像“可回收設(shè)計(jì)”的新型永磁電動(dòng)機(jī)，從2014年More(電機(jī)回收)項(xiàng)目中獲得的許多成果將無(wú)法應(yīng)用。

稀土替代材料起不了關(guān)鍵作用

到今天為止，稀土元素替代材料幾乎還沒(méi)有任何成效，許許多多的研發(fā)項(xiàng)目還都處在基礎(chǔ)研究階段。只有Brose公司2011年推出了一種不使用鏑和鋱的NeFeB釹鐵硼磁鐵電動(dòng)機(jī)。它的問(wèn)世改變了電動(dòng)機(jī)的分類(lèi)方法，也改善了稀土磁鐵的永磁性能。利用硬磁鐵氧體進(jìn)行的一系列試驗(yàn)證明，這種新型電動(dòng)機(jī)達(dá)到了迄今為止只有利用稀土元素才能達(dá)到的性能。

還有一些電動(dòng)機(jī)生產(chǎn)廠家在不多的選擇性中研究著可行的替代方案，他們采用了其他的電動(dòng)機(jī)工作原理，或者使用盡可能少的永磁材料。例如ABB公司于2011年推出了帶變頻器的同步磁阻電動(dòng)機(jī)，以便在不使用稀土元素的情況下實(shí)現(xiàn)最高的節(jié)能效率。

電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域中也有類(lèi)似“替代驅(qū)動(dòng)方案”的研發(fā)成果。例如，Inverto公司就在測(cè)試磁阻電機(jī);ZF公司則集中精力從事永磁異步電動(dòng)機(jī)的研究。SEW公司走的路子則不同，他們開(kāi)發(fā)的LSPM異步起動(dòng)永磁同步電機(jī)走的是一條中間道路，這種電動(dòng)機(jī)是在三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)而成的，但在轉(zhuǎn)子中輔助增加了永久磁鐵。這種電動(dòng)機(jī)滿足了IE4的節(jié)能要求，體積小、結(jié)構(gòu)緊湊，和那些具有可比性的電動(dòng)機(jī)相比較它所使用的永磁材料明顯要少。

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會(huì)議將就目前原材料價(jià)格走勢(shì)、硅鋼新產(chǎn)品技術(shù)要點(diǎn)、家電及新能源汽車(chē)行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)及實(shí)際需求，高效節(jié)能及智能一體化電機(jī)做進(jìn)一步的解讀。

本次會(huì)議根據(jù)行業(yè)客戶意見(jiàn)結(jié)合客觀因素綜合考量，選取以下五個(gè)地點(diǎn)作為會(huì)議舉辦的擬選地，行業(yè)客戶都可以直接參與，以投票的方式票選確定出會(huì)議最終的舉辦地，票數(shù)最高的地方將被定位此次會(huì)議的最終舉辦地：

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