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稀土永磁电机在航空上的应用一、稀土永磁电机在航空上的应用特点随着稀土永磁材料、电力电子、微电子、微机、新型控制理论及电机理论的进步，稀土永磁电机的技术发展十分迅速，在航空领域显示出广泛的应用前景和强大的生命力。
稀土永磁电机在航空上的应用具有以下特点：1、由于稀土永磁材料的高磁能积，使得电机可明显降低重量、减小体积。
航空用电机对其体积、重量有极为严格的要求。
现代航空飞行器中，每1 kg 设备重量大约需要15～30 kg 的附加重量来支持。
2、稀土永磁材料的矫顽力Hc 高，剩磁Br 大，因而可产生很大的气隙磁通，大大缩小永磁转子的外径，从而减小转子的转动惯量，降低时间常数，改善电机的动态特性。
3、气隙宽度可以选取较大值，这样可以减小由于齿槽效应引起的力矩波动，也可抑制电枢反应对力矩波动的影响。
电枢反应对稀土永磁体的去磁作用较小，更适合突然反转、堵转驱动等特殊性能要求。
4、使用无刷直流电动机还具有以下显著特点：使用寿命长。
目前飞机上大量使用有刷直流电动机，寿命只几百小时。
随着航空技术的不断发展，各航空电机生产厂都面临延长产品寿命的技术压力。
当寿命要求提高到1000 至2000 小时时，有刷直流电动机的自身特点已无法满足要求。
无刷直流电动机无电刷和换向器，可以大幅度提高寿命指标。
适宜于高速运行。
转速越高，电机体积重量可以做得越小。
但有刷直流电机由于机械换向的限制，转速很难在现有基础上进一步提高。
无刷直流电机在轴承允许的条件下，转速可成倍增加。
可靠性高。
高空换向火化加大，影响可靠性，不利于电磁兼容；高空电刷磨损加剧，碳粉影响绝缘性能，减少电机寿命。
无刷直流电机则不存在这些问题。
散热容易。
无刷直流电机的主要发热源在定子上，自然散热条件好。
同时可以方便地在定子壳体中进行油冷或水冷，特别是循油或喷油冷却可以极大地提高电机的功率密度。
这对于有刷直流电动机是十分危险的。
余度控制方便。
无刷直流电机的可靠性薄弱环节在控制器和电机绕组上，多余度控制方法灵活。
科技成果——稀土永磁电机废旧磁体的绿色回收和高效再利用技术技术开发单位北京工业大学适用范围节能与环保成果简介针对稀土二次资源的绿色回收和高效再利用这一世界性难题，在科学与工程技术前沿开展系统、深入研究，取得突破性进展和成果，创造性地解决了稀土永磁电机废旧磁体的回收、高纯度稀土化合物提取、高性能再生磁体制备等关键技术、装备和产业化过程中的重大难题，实现了废旧磁体的绿色回收和高效再利用。
其中再生烧结钕铁硼永磁实现了大规模工业生产与全球销售应用。
本项目自主创新发明了利用重稀土及其化合物的纳米颗粒及超细粉通过掺杂烧结或表面渗镀的方法将废旧烧结磁体制备高性能再生烧结钕铁硼磁体的新技术；发明了高效去除树脂粘结剂的特种溶剂，利用溶剂溶胀法将废旧粘结磁体制备成高性能再生磁粉和粘结磁体，磁粉回收率大于99%；研发了基于“配合-沉淀”反应理论计算的选择性沉淀和萃取分离相结合回收钕铁硼废料的绿色环保核心技术，将废旧磁体碎屑制备成高纯度稀土化合物，总稀土回收率大于92%。
研发出上述各种再生稀土产品的制备工艺和专用装备、以及全套产业化技术。
建成了年处理100万台废旧稀土永磁电机的生产线、年处理500吨废旧磁体回收稀土氧化物生产线和全球首条年产500吨高性能再生烧结钕铁硼磁体的生产线。
项目授权中国发明专利13项，实用新型专利8项，公开中国发明专利4项。
主持制定了《再生钕铁硼永磁材料》国家标准1项，支持起草了工信部行业标准和湖北省地方标准各1项。
发表学术论文15篇，其中SCI收录10篇（含一区论文3篇）。
主要技术指标研制的系列再生稀土产品经中国计量科学研究院、国家有色金属及电子材料分析测试中心等权威检查机构检测：高纯度稀土氧化钕和氧化镝纯度分别达到99.9%和99.99%，再生钕铁硼烧结磁体和粘结磁体的主要磁性能指标均达到原始磁体95%以上。
其中，再生钕铁硼烧结磁体与同牌号原生磁体相比大幅缩减工艺流程，实现了节能减排，工业生产成品率达到99%以上，显著降低了磁体的制造成本，用户使用证明性能等同于同牌号原生磁体。
稀土永磁无铁芯电机稀土永磁无铁芯电机是一种先进的电机技术，具有高效节能、体积小、重量轻、功率密度大等优点，被广泛应用于新能源汽车、智能家居、工业自动化等领域。
稀土永磁材料是制造无铁芯电机的关键。
相比传统铁芯电机，无铁芯电机使用稀土永磁材料作为磁场产生器，消除了铁芯的磁滞损耗和铜耗散损耗，提高了电机的能效。
同时，无铁芯电机由于不需要铁芯的支撑，可以减小电机尺寸和重量，提高功率密度，使得电机在一定空间内可以输出更大的功率。
稀土永磁无铁芯电机的使用具有显著的节能效果。
传统的铁芯电机因为铁芯的存在导致磁场不均匀，产生了较大的损耗。
而无铁芯电机通过稀土永磁材料形成均匀的磁场，降低了能量的损耗，整体效率提高了10%以上。
这使得无铁芯电机在新能源汽车领域得到了广泛应用，提高了汽车的续航里程，减少了能源消耗。
此外，稀土永磁无铁芯电机的体积小、重量轻，也使得它在智能家居和工业自动化领域具有广阔的应用前景。
智能家居中的各种家电产品，如洗衣机、冰箱、空调等，需要小型化的电机提供驱动力。
无铁芯电机可以根据不同产品的需求进行定制，满足各种电机驱动要求。
而在工业自动化领域，无铁芯电机的高功率密度使得它成为驱动自动生产线和机器人的理想选择。
然而，稀土永磁无铁芯电机也面临一些挑战。
首先，稀土元素的具有稀缺性，使得稀土永磁材料的价格较高，增加了电机的制造成本。
其次，稀土永磁无铁芯电机在高温环境下的性能表现较差，需要进一步的技术改进。
此外，稀土永磁材料的产业链也需要进一步完善，以满足市场需求。
总之，稀土永磁无铁芯电机具有高效节能、体积小、重量轻、功率密度大等优点，是未来发展的趋势。
在推动新能源汽车、智能家居、工业自动化等领域发展的同时，需要加强稀土永磁材料的研究和生产，降低制造成本，提高电机的可靠性和适应性。
稀土永磁（NdFeB）的发展历史回顾稀土永磁（NdFeB）的发展历史回顾稀土永磁材料是现在已知的综合性能最高的一种永磁材料，它比十九世纪使用的磁钢的磁性能高100多倍，比铁氧体、铝镍钴性能优越得多，比昂贵的铂钴合金的磁性能还高一倍。
由于稀土永磁材料的使用，不仅促进了永磁器件向小型化发展，提高了产品的性能，而且促使某些特殊器件的产生，所以稀土永磁材料一出现，立即引起各国的极大重视，发展极为迅速。
我国研制生产的各种稀土永磁材料的性能已接近或达到国际先进水平。
现在稀土永磁材料已成为电子技术通讯中的重要材料，用在人造卫星，雷达等方面的行波管、环行器中以及微型电机、微型录音机、航空仪器、电子手表、地震仪和其它一些电子仪器上。
目前稀土永磁应用已渗透到汽车、家用电器、电子仪表、核磁共振成像仪、音响设备、微特电机、移动电话等方面。
在医疗方面，运用稀土永磁材料进行“磁穴疗法”，使得疗效大为提高，从而促进了“磁穴疗法”的迅速推广。
在应用稀土的各个领域中，稀土永磁材料是发展速度最快的一个。
它不仅给稀土产业的发展带来巨大的推动力，也对许多相关产业产生相当深远的影响。
稀土永磁分钐钴（SmCo）永磁体和钕铁硼（NdFeB）系永磁体，其中SmCo磁体的磁能积在15～30MGOe之间，NdFeB系永磁体的磁能积在27～50MGOe之间，被称为“永磁王”，是目前磁性最高的永磁材料。
钐钴永磁体，尽管其磁性能优异，但含有储量稀少的稀土金属钐和稀缺、昂贵的战略金属钴，因此，它的发展受到了很大限制。
随着计算机、通讯等产业的发展，稀土永磁特别是NdFeB永磁产业得到了飞速发展，从而促进了稀土行业的发展，所以了解稀土永磁的发展对我们今后稀土行业的发展方向有着极其重要的作用。
1、1983年9月16—18日在北京由中国稀土学会主办的“第七届国际稀土钴永磁及其应用会议“上，日本住友特种金属株式会社宣布了发现新的高磁能级稀土永磁材料----钕铁硼永磁体，引起轰动。
稀土在新能源领域的关键作用与应用前景在当今能源转型的大背景下，新能源领域正以惊人的速度发展，而稀土在其中扮演着至关重要的角色。
稀土并非是一种稀有的土壤，而是一组由 17 种化学元素组成的金属元素群，包括镧系元素（镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥）以及钪和钇。
这些元素虽然在地壳中的含量并不稀少，但由于它们往往分散在不同的矿物中，且提取和分离过程较为复杂，因此被称为“稀土”。
稀土在新能源领域的关键作用首先体现在其在新能源汽车中的应用。
新能源汽车的核心部件之一是电动机，而高性能的永磁电动机则离不开稀土永磁材料。
以钕铁硼为代表的稀土永磁材料具有极高的磁能积和矫顽力，能够使电动机在更小的体积和更轻的重量下实现更高的功率输出和效率。
这不仅有助于提高新能源汽车的续航里程，还能提升车辆的加速性能和动力响应。
相比传统的感应电动机，稀土永磁电动机在效率和性能方面具有明显的优势。
一辆新能源汽车中，电动机往往使用数公斤甚至更多的稀土永磁材料，这使得稀土成为新能源汽车产业不可或缺的关键材料。
在风力发电领域，稀土也发挥着重要作用。
大型风力发电机组通常需要使用高性能的永磁直驱或半直驱发电机，以提高发电效率和可靠性。
稀土永磁材料能够使发电机在复杂的风力环境下保持稳定运行，并且具有更高的能量转换效率。
随着全球对清洁能源的需求不断增长，风力发电的规模持续扩大，对稀土的需求也在相应增加。
此外，稀土在太阳能电池领域也有一定的应用。
虽然太阳能电池的主流技术目前是晶硅电池，但一些新型的太阳能电池技术，如铜铟镓硒（CIGS）薄膜太阳能电池和碲化镉（CdTe）薄膜太阳能电池，在制造过程中需要使用稀土元素作为掺杂剂或缓冲层材料，以提高电池的光电转换效率和稳定性。
尽管目前这些新型太阳能电池的市场份额相对较小，但随着技术的不断进步和成本的降低，未来有望在太阳能发电领域占据更大的份额，从而进一步推动对稀土的需求。
除了在能源产生环节的应用，稀土在能源存储领域也具有重要地位。
详解稀土永磁电机以及稀土永磁电机应用稀土永磁电机是70年代初期出现的一种新型永磁电机，由于稀土永磁体的高磁能积和高矫顽力（特别是高内禀矫顽力），使得稀土永磁电机具有体积小、重量轻、效率高、特性好等一系列优点，广泛应用在航空、航天、航海及工业与民用方向。
稀土永磁电机的发展历史电机是一种机械能、电能相互转换的机械。
这个转换过程离不开电机的励磁结构。
电机的励磁结构有两种：一种是电流励磁，即依靠铜线圈绕组通过电流来励磁，类似电磁铁产生磁场，磁场的大小取决于绕组的匝数和励磁电流的大小。
再一种就是永磁励磁，即通过永磁体提供磁场，磁场的大小取决于永磁体本身磁性能的高低和所用磁体的体积。
采用永磁励磁的电机就是永磁电机。
电流励磁的很大局限性就是线圈发热量大，电机温升高，需要较大的绕组空间，同时还存在较大的铜损等，使得电机的效率和比功率低。
而永磁励磁，只要永磁体的磁性能高就不存在以上局限，而且结构简单、维护方便，特别对一些有特殊要求(超高转速、超高灵敏度)和特殊环境(防爆等)使用的电机，永磁励磁比电流励磁有突出的优点f2 。
因此，在励磁结构方面，随着永磁材料性能的不断提高，新型永磁材料的不断出现，永磁励磁结构将逐步取代传统的电流线圈励磁结构。
永磁电机的发展和永磁材料的发展息息相关，新型永磁材料的出现必将大力促进永磁电机的快速发展。
世界上第一台电机就是永磁电机，所以利用永磁体来制造电机已有很悠久的历史。
由于当时永磁材料的磁性能低，制成的电机非常笨重，即被电励磁电机所取代。
1940年代以后，具有较高剩磁的铝镍钴和具有较高矫顽力的铁氧体永磁材料相继出现，永磁电机又获得生机，在微特电机领城里占有重要位置。
但铝镍钴永磁矫顽力较低、易退磁，铁氧体永磁的剩磁较低，使用范围受到一定限制。
至六十年代后期第一代稀土永磁合金(SmCo5)和七十年代第二代稀土永磁合金(Sm2Co17) 的出现，虽然原料钐与钴价格昂贵，但磁体磁性能好，使永磁电机有了较大的发展。
中国磁性材料行业相关政策汇总对高性能磁性料进行鼓励与扶持
磁性材料行业主要从事烧结钕铁硼、烧结钐钴等高性能稀土永磁材料研发、生产、销售。
根据国民经济行业分类（GB/T4754-2017），公司处于“C3985电子专用材料制造”中的“磁性材料”行业。
根据证监会颁布的上市公司行业分类指引（2012年修订），磁性材料行业处于“C39计算机、通信和其他电子设备制造业”。
行业主管部门及监管体制
显示，磁性材料行业由主管部门和行业协会共同管理，行业的主管部门有为国家工业和信息化部，协会组织有中国稀土行业协会下设的磁性材料分会，具体职能如下：
其中，主管部门侧重于行政管理，行业协会侧重于自律管理，二者共同构成了中国磁性材料行业的管理体系，为中国行业及相关企业的健康有序发展创造了良好的监管体系和市场环境。
行业主要法规及产业政策。
重点实验室陈兵奎教授团队自主研发。
院刘宏院士、谢宗武教授团队和中科院长光所联合研制。
投入“问天”发射相关科研工作。
机电学院张卫红院士团队将国家自然科学二等奖成果应用于长征五号火箭上面级系统的轻量化设计以及火箭发动机结构的高性能设计与制造，使火箭结构减重和系统动力学性能提升显著。
机电学院刘维伟副教授，参与了航天发动机难加工材料弯管的高效精密加工技术攻关，实现了发动机弯管等复杂构件的高效精密加工。
窦满峰教授课题组自动化学院窦满峰教授课题组承担了问天实验舱太阳翼展开机构驱动电机的研制工作，着力突破空间极端环境下稀土永磁电机的高可靠性设计技术，为空间站太阳翼在轨展开、驱动机构对日定向跟踪提供支持。
问天实验舱研制的南航力量——南京航空航天大学问天实验舱成功发射，是航天史上的又一高光时刻，在中国航天发展的每一个关键节点，都有南航人的默默助力。
自动化学院王莉教授领衔的“智能配电系统”团队面向空间站等载人航天任务，开展航天器智能并网控制及保护技术研究，实现了功率的通断控制和安全保护，解决了能源的最优利用和统一调配问题。
材料科学与技术学院占小红教授团队参与了长征系列多型运载火箭贮箱焊接结构研制任务，开发了跨尺度一体化建模与仿真技术，助力长征5B运载火箭顺利发射。
材料科学与技术学院超级绝热复合材料课题组陈照峰教授、杨丽霞讲师开发的航天级轻质纳米真空绝热板，成功应用于我国问天实验舱低温实验保冷设备。
团队历经六年，经过上百次实验开发出超低导热长寿命轻质纳米真空绝热板，突破了气相纳米氧化硅微结构调控、复杂真空成型和封装安装技术瓶颈，提高了飞船内空间利用效率，为飞船开展超低温试验提供了解决方案。
航天学院陈传志副教授领衔研发的定向装置油脂补加机构已应用于我国问天实验舱的研制，该技术通过单驱多动纯机械联动润滑方案，解决定向装置传递链路复杂、摩擦大、误差累积致油膜厚度控制难的技术难题，可实现定向装置隔离域面的分区精准润滑，为我国实验舱的研制贡献了南航力量。
