探索 NdFeB 磁铁:从稀土宝藏到多种应用

稀土被誉为现代工业的“维生素”,在智能制造、新能源产业、军事领域、航空航天、医疗以及所有涉及未来的新兴产业中都具有重要的战略价值。

第三代稀土永磁钕铁硼磁铁是当代磁铁中最强的永磁体,被誉为“永磁王”。钕铁硼磁铁是目前世界上发现的磁性最强的材料之一,其磁性能比以前广泛使用的铁氧体高10倍,比第一代、第二代稀土磁铁(钐钴永磁)高近1倍。它用“铁”替代“钴”作为原材料,减少了对稀缺战略物资的依赖,成本也大幅降低,使稀土永磁体的广泛应用成为可能。钕铁硼磁体是制造高效、小型化、轻量化磁性功能器件的理想材料,将对许多应用产生革命性的影响。

由于我国稀土原材料资源的优势,我国已成为全球最大的钕铁硼磁性材料供应国,约占全球产量的85%,那么我们就来探讨一下钕铁硼磁体产品的应用领域。

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钕铁硼磁铁的应用

1.正统车

高性能钕铁硼磁体在传统汽车上的应用主要集中在EPS和微电机领域。 EPS电子助力转向器可以在不同速度下提供电机的动力效果,保证汽车低速转向时轻便灵活,高速转向时稳定可靠。 EPS对永磁电机的性能、重量和体积都有很高的要求,因为EPS中的永磁材料主要是高性能钕铁硼磁体,主要是烧结钕铁硼磁体。汽车上除了启动发动机的启动机外,其余分布在汽车上各个地方的电机都是微型电机。钕铁硼永磁材料具有优异的性能,用来制造电机具有体积小、重量轻、高效节能等优点,以前的汽车微电机仅作为雨刷器、挡风玻璃洗涤器、电动油泵、自动天线等部件组装电源,数量比较少。当今的汽车追求舒适性和自动操纵,微电机已成为现代汽车不可或缺的一部分。天窗电机、座椅调节电机、安全带电机、电动天线电机、挡板清洗电机、冷风扇电机、空调电机、电动水泵等都需要用到微电机。据汽车行业估算,每辆豪华轿车需要配备100台微电机,高档轿车至少60台,经济型轿车至少20台。

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2.新能源汽车

钕铁硼永磁材料是新能源汽车的主要功能材料之一。钕铁硼磁体材料性能优异,用于制造电机,可实现汽车电机的“钕铁硼磁体”。在汽车中,仅配备小型电机,就可以减轻汽车的重量,提高安全性,减少尾气排放,提高汽车的综合性能。钕铁硼磁体磁性材料在新能源汽车上的应用规模较大,每辆混合动力汽车(HEV)比传统汽车多消耗约1KG的钕铁硼磁体;在纯电动汽车(EV)中,稀土永磁电机代替传统发电机使用约2KG的钕铁硼磁体。

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3.A航天领域

稀土永磁电机主要应用于飞机上的各种电气系统。电动制动系统是以电动机作为制动器的驱动系统。广泛应用于飞机飞行控制系统、环境控制系统、制动系统、燃油和启动系统。由于稀土永磁体具有优异的磁性能,磁化后无需额外能量即可建立强大的永磁场。取代传统电机电场制成的稀土永磁电机不仅效率高,而且结构简单、运行可靠、体积小、重量轻。不仅可以实现传统励磁电机无法达到的高性能(如超高效率、超高转速、超高响应速度),还可以制造满足特定运行要求的特种电机 要求。

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4.其他交通领域(高铁、地铁、磁悬浮列车、有轨电车)

2015年,我国“永磁高铁”试运行成功,采用稀土永磁同步牵引系统,由于采用永磁电机直励驱动,具有能量转换效率高、速度平稳、噪音低、体积小等优点。体积小、重量轻、可靠性强等诸多特点,使原来的8辆编组列车,从6辆编组增至4辆编组。从而节省2节车厢的牵引系统成本,提高列车的牵引效率,节省至少10%的电力,降低列车的全生命周期成本。

之后钕铁硼磁铁地铁采用稀土永磁牵引电机,低速运行时系统噪声明显低于异步电机。永磁发电机采用新型封闭通风电机设计结构,能有效保证电机内部冷却系统干净整洁,消除了以往异步牵引电机因线圈裸露而导致过滤器堵塞的问题,使使用更安全、更可靠、维护更少。

5.风力发电

在风电领域,高性能钕铁硼磁铁主要应用于直驱、半驱动和高速永磁风力发电机,采用风机叶轮直接驱动发电机旋转,特点是永磁励磁,无励磁绕组,转子上无集电环和电刷。因此,其结构简单,工作可靠。使用高性能钕铁硼磁铁减轻风力涡轮机的重量并提高其效率。目前,使用钕铁硼磁铁1兆瓦单位约为1吨,随着风电产业的快速增长,使用钕铁硼磁铁风力发电机组的装机容量也将迅速增加。

6.消费电子产品

a.手机

高性能钕铁硼磁铁是智能手机中不可或缺的高端配件。智能手机的电声部分(微型麦克风、微型扬声器、蓝牙耳机、高保真立体声耳机)、振动电机、摄像头对焦甚至传感器应用、无线充电等功能都需要应用强磁特性。钕铁硼磁铁.

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b.氯乙烯CM

音圈电机(VCM)是一种特殊形式的直驱电机,可以直接将电能转换成直线运动机械能。其原理是将一圈桶形绕组置于均匀气隙磁场中,绕组通电产生电磁力,带动负载作直线往复运动,并改变电流的强弱和极性,从而使VCM具有高响应、高速度、高加速度、结构简单、体积小、力特性好、控制性好等优点。VCM在硬盘驱动器(HDD)中大多作为盘片头部提供运动,是一个重要的硬盘的核心部件。

 

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c.变频空调

变频空调是利用微控制使压缩机的工作频率可以在一定范围内变化,通过改变输入电压的频率来控制电机的转速,从而使压缩机改变输气量。改变制冷剂循环流量,使空调器的制冷量或制热量发生变化,达到调节环境温度的目的。因此,与定频空调相比,变频空调具有高效、节能、环保的优点。由于钕铁硼磁铁的磁性比铁氧体好,所以节能环保效果更好,更适合用在变频空调的压缩机上,每台变频空调使用0.2公斤左右的钕铁硼磁铁。材料。

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d.人工智能

人工智能和智能制造越来越受到关注,智能机器人已成为人类变革世界的核心技术,而驱动电机是机器人的核心部件。在驱动系统内部,微型钕铁硼磁铁到处都是。据资料显示,目前机器人电机采用永磁伺服电机和钕铁硼磁铁永磁电机是主流,伺服电机、控制器、传感器和减速器是机器人控制系统和自动化产品的核心部件。机器人的关节运动是通过驱动电机来实现的,需要非常大的功率质量和扭矩惯量比,启动扭矩大、惯量低且平稳且调速范围宽。特别是,机器人末端的执行器(夹具)应尽可能小、轻。当要求快速响应时,驱动电机还必须具有较大的短期过载能力;高可靠性和稳定性是驱动电机在工业机器人中普遍应用的先决条件,因此稀土永磁电机最为合适。

7.医疗行业

从医学角度来说,出现钕铁硼磁铁推动了磁共振成像MRI的发展和小型化。永磁体RMI-CT磁共振成像设备所使用的铁氧体永磁体,磁体的重量高达50吨,使用钕铁硼磁铁永磁材料,每台核磁共振成像仪只需要0.5吨至3吨永磁体,但磁场强度可增加一倍,大大提高图像清晰度,并且钕铁硼磁铁永磁式设备面积最小,漏磁最少。运行成本最低等优点。

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钕铁硼磁铁正以其强大的磁力和广泛的适用性成为众多先进产业的核心支撑。我们深知其重要性,因此我们尽全力打造先进的生产体系​​。杭州磁力科技有限公司成功实现批量稳定生产钕铁硼磁铁,无论是N56系列、50SH,还是45UH、38AH系列,我们都能为客户提供持续可靠的供货。我们的生产基地采用先进的自动化设备和智能管理系统,确保生产过程的精准和高效。严格的质量检测体系,不放过任何一个细节,确保每一件产品钕铁硼磁铁满足最高标准,使我们能够满足不同客户的多样化需求。无论是大订单还是定制需求,我们都能快速响应并按时交货。


发布时间:2024年8月29日