稀土材料在电机上的应用与发展

在电机的发展中，世界上第一台电动机就是永磁电机，由于早期的永磁材料性能很差，永磁电机做得很笨重，因而被电动磁电机所取代。后来由于铁氧体和铝镍钴磁体的出现，使得永磁电机又有了进一步的发展，但是铁氧体永磁材料的磁能积较低、铝镍钴永磁材料的矫顽力也很低，做成的同等容量的永磁电机的性能与电动磁电机相比相差得很多，所以永磁材料的性能限制了永磁电机的发展。自从二十世纪80年代发现了被人们称为一代磁王的钕铁硼材料（简称稀土永磁）以来，由于它具有高的矫顽力和高的磁能积的高性能功能材料，尤其是近年来对该材料的不断完善，提高了使用温度和降低了材料的成本，将稀土永磁材料应用于各种电机的开发上可以明显的减轻电机的重量，可以使电机的外型尺寸减小，又可以获得高效的节能效果和提高电机的性能，再结合电力电子新技术，使得稀土永磁材料在电机中的应用可实现产品机电一体化，可以预言稀土永磁材料将在下个世纪，对电机的应用与发展起着重大的作用，各种用途的新型稀土永磁电机将进入了一个崭新的发展阶段。

稀土永磁体，它的磁能积比传统的永磁体磁能积高出5-10倍以上，矫顽力也高出10倍。利用稀土永磁开发的永磁电机获得一系列优点：体积小重量轻、效率高节能好、温升低环境好。所以近年来全国各地开发了各种稀土永磁电机，北京地区在“八五”和“九五”期间也生产了一些稀土永磁电机，如三相永磁异步电机、稀土永磁起动电机、稀土永磁伺服电机、稀土永磁步进电机、稀土永磁力矩电机、稀土永磁无刷直流电机等。稀土永磁电机广泛的用于纺织机用电机、数控机床电机、油田抽油泵电机、汽车摩托车起动电机、电动自行车电机、电梯拖动电机、计算机光驱电机、家用电动电器电机等。

北京市电机总厂与西北工业大学一起对地稀土永磁直流电机进行了大量的研制和开发工作，他们所研制的稀土永磁无刷直流电机具有体积小、重量轻、出力大、效率高、结构简单、有良好的启动性能、可以在宽广的范围内进行平滑调速、运行平稳，由于省去了集电环和电刷，可减少摩擦损耗和电机的维修工作量。电机总厂将该电机应用于1.75M/S电梯的无刷拽引机及拖动系统上，再结合新型电子传感器、制动器等一系列新技术，开发了使用新型永磁电机的电梯拖动系统，它能长期运行于堵转状态，具有良好的低速平稳性和线性的机械特性及调节特性。获得了结构简单、安全可靠、动态性能优越、运行平稳舒适、比传统的电梯拖动方式节约电能在30%以上。
开发稀土永磁在电机中的应用，对于节约能源、改善电机性能，繁荣和发展我国稀土产业，开拓国内稀土应用市场将产生巨大的推动作用。