稀土永磁电机绪论.ppt

稀土永磁电机设计理论1、稀土永磁电机李钟明、刘卫国等编著国防工业出版社1999
2、现代永磁电机唐任远等编著机械工业出版社1997
3、稀土永磁材料及应用冶金工业出版社1995
4、高磁场永磁式电动机及其驱动系统符曦编著机械工业出版社1997
5、永磁电机陈峻峰机械工业出版社1982
绪论内容一、稀土元素稀土元素是指化学周期表的镧系元素，由镧、钕、钐等17种元素组成

这17种元素的总量在地壳中仅占0.0153%。由于其在地壳中的含量极少，因而被称为“稀土元素”。
过去，由于其用途不十分明确，常被作为矿渣抛弃
后来人们逐渐发现了其特殊功能，在许多场合，稀土元素起着奇迹般的作用
因此，稀土矿场的开采、冶炼及应用研究正越来越受到各国的重视

目前世界已探明的稀土元素的矿物由250余种，稀土氧化物的总储藏量约4800吨，其中我国占75%以上。储藏量居世界第一位。
在我国可谓“稀土不稀”。
日本科学家来我国考察稀土资源后曾说过：“如果有中国那么多稀土资源，日本可以用稀土立国”。邓小平曾说过
中东有石油
中国有稀土
江泽民题词
搞好稀土开发应用，
把资源优势转化为经济优势

朱镕基题词
点土成金

稀土元素可广泛应用国民经济各领域，包括石油化工、金属冶炼、玻璃陶瓷、农业、荧光材料、永磁材料等，被称为工农业的“维生素”
如在金属冶炼中加入稀土元素后，可显著提高金属的强度；用稀土元素制成荧光材料可制成各种节能灯；使用稀土微肥可使小麦增产3～4%，棉花增产8～28%，玉米增产3～10%二、稀土永磁材料稀土永磁材料是指由稀土元素和其它金属元素组成的金属化合物
是稀土元素应用最广泛的领域
目前永磁材料中磁能积最强的磁体永磁材料的发展第一代：1:5型钐钴永磁（R1Co3）
第二代：2:17型钐钴永磁（R2Co17）
第三代：钕铁硼永磁（NdFeB)超高的磁能积。永磁材料中磁能积最高的材料。是铁氧体的11倍，钐钴的2倍，铝镍钴的5倍以上。可以显著缩小许多电磁装置的体积重量，节省原材料消耗及能源消耗。
原材料资源丰富。在稀土矿中，钕的含量是钐的十几倍，资源十分丰富。钕铁硼不含钴。钴是一种战略物质，用于制造导弹弹头等耐高温合金。世界上除少数几个国家产钴外都靠进口。钐钴稀土永磁材料受钴资源和价格的影响，应用受到限制。
价格便宜。钕铁硼的价格只有钐钴价格的三分之一到四分之一。该特点打破了稀土永磁只能用在军工领域的局面，使其大量应用于民用工业。
高温性能比钐钴永磁低。SH型钕铁硼的工作温度可达150°C以上，UH型钕铁硼的工作温度可达180°C。限制了在工作环境温度高或温升较高的电磁装置中的应用。
钕铁硼独特的优点引起国内外磁学界和电机界的极大关注，纷纷投入大量人力物力进行研究开发，发展速度异常迅速。三、稀土永磁电机60年代后期和70年代：使用钐钴永磁，应用航空航天
80年代：钕铁硼出现，应用重点转到工业和民用
90年代：广泛应用，向大功率化、机电一体化、高性能化、微型化发展稀土永磁直流电机
稀土永磁同步电机
稀土永磁无刷直流电机
稀土永磁步进电机
稀土永磁双凸极电机
稀土永磁音圈电机电机是稀土永磁材料的最大应用领域。稀土永磁材料的推广应用关键在于稀土永磁电机的发展和应用。
国外稀土永磁产量的70%左右用于电机制造，而我国稀土永磁产量的2/3用于出口，在国内销售的1/3中用于电机的比例不到30%。
每kW的稀土永磁电机大约平均使用稀土永磁体0.4kg。若国内每年生产的稀土永磁电机达2亿kW，则需稀土永磁体8000万吨，可基本改变出口稀土原材料和粗制品为主的局面，使我国既是生产稀土永磁体的大国，也是生产出口稀土永磁电机的大国。电机效率显著提高。由于不需要励磁绕组，因而没有励磁损耗，电机效率可提高5～10%以上。
电机体积小、重量轻。稀土永磁超高的磁性能，可是稀土电机的体积重量比常规电机减少30～50%。
电机性能明显提高。可大幅度提高交流电机的功率因数、直流电机的机械特性、提高起动转矩、过载能力，提高快速性，降低温升，提高可靠性。
稀土永磁电机是国内外专家公认的新一代航空航天和航海电机的发展方向。
钕铁硼的问世，其高磁能积和相对低廉的价格，使得稀土永磁电机显示出民用开发的巨大前景
稀土电机“热”席卷全世界，稀土永磁电机的应用，已遍及整个工业领域，成为新一代高效、节能电机及电力驱动系统的一个重要发展趋势。
30多年前，当第一块稀土永磁体在美国空军材料研究所诞生的时候，美国道尔顿大学教授、国际稀土学会主席STNAT曾深刻指出“稀土永磁体的出现，意味着电机工业面临革命性的变化”。
稀土电机的发展，证明了这一预见的正确性
四、稀土永磁电机的应用 整个纺织行业，电机的总装机容量达到0.12亿kW
若将其中30%耗电大的落后产品改用稀土永磁电机，每年可节电9亿度稀土永磁