Le secret du moteur à aimants permanents réside dans sa capacité à générer un champ magnétique grâce à des aimants permanents, sans nécessiter de bobine d'excitation ni de courant d'excitation. Sa densité de puissance et son rendement élevés sont remarquables, et sa structure relativement simple. Avec l'avènement constant de matériaux à aimants permanents haute performance et le développement rapide des technologies de contrôle, l'application des moteurs à aimants permanents devrait se généraliser, engendrant des économies d'énergie toujours plus importantes et contribuant positivement à notre société et à notre quotidien.

1. L'histoire du développement du moteur à aimant permanent

Dans l’histoire du développement des moteurs à aimants permanents, les matériaux à aimants permanents jouent un rôle essentiel. Il y a plus de 2,000 XNUMX ans déjà, la Chine a découvert les propriétés magnétiques des matériaux à aimants permanents et les a appliquées à la fabrication de boussoles, qui ont joué un rôle incontournable dans les domaines de la navigation et des affaires militaires.

C'est également devenu l'une des quatre inventions anciennes. un. Cependant, ce n'est que dans les années 1920 qu'est né le premier moteur électrique au monde, un moteur à aimant permanent dans lequel un champ magnétique d'excitation était généré par un aimant permanent.

Cependant, le matériau d'aimant permanent utilisé à cette époque n'était que de la magnétite naturelle (Fe3O4) et sa densité d'énergie magnétique était très faible, de sorte que les moteurs fabriqués étaient encombrants et furent bientôt remplacés par des moteurs à excitation électrique.

Aujourd'hui, avec l'avènement des matériaux à aimants permanents de haute performance et le développement rapide de la technologie de contrôle, les moteurs à aimants permanents ont retrouvé leur vitalité et joueront un rôle plus important dans diverses industries, devenant ainsi un leader en matière d'économie d'énergie et de réduction des émissions.

Avec la nécessité du développement industriel et la promotion de l'innovation scientifique et technologique, la recherche populaire sur les matériaux à aimants permanents est entrée dans une nouvelle étape.

De l’ancienne boussole au moteur à aimant permanent du début du XXe siècle, les matériaux à aimants permanents ont accompagné le développement de l’être humain. Cependant, les matériaux à aimants permanents initiaux ne sont pas satisfaisants et la faible densité d'énergie magnétique limite le développement ultérieur des moteurs à aimants permanents.

Ce n'est que dans les années 1930, avec l'apparition des aimants permanents en AlNiCo et des aimants permanents en ferrite, dans les années 1950, que ce problème a été dans une certaine mesure résolu. Mais ils sont encore trop limités pour répondre aux besoins de moteurs de plus grande puissance et de plus petite taille.

Jusque dans les années 1960 et 1980, l'apparition des aimants permanents en cobalt de terres rares et des aimants permanents en néodyme fer bore a complètement changé l'apparence des moteurs à aimants permanents.

Ces deux matériaux à aimants permanents ont d'excellentes propriétés magnétiques telles qu'une densité de rémanence élevée, une force coercitive élevée, un produit à énergie magnétique élevée et une courbe de démagnétisation linéaire, ce qui élargit considérablement la gamme d'applications des moteurs à aimants permanents.

Par conséquent, nous pouvons dire que l’avènement des aimants permanents aux terres rares marque que les moteurs à aimants permanents sont entrés dans une nouvelle période historique et indique également que les moteurs à aimants permanents auront un avenir plus large.

Caractéristiques et application du moteur à aimant permanent

Les moteurs à aimants permanents, notamment ceux à aimants permanents de terres rares , constituent une tendance majeure dans le domaine des moteurs. Comparés aux moteurs à excitation électrique traditionnels, les moteurs à aimants permanents présentent une structure simple, un fonctionnement fiable, une taille réduite, un poids léger, de faibles pertes et un rendement élevé.

Par conséquent, les moteurs à aimants permanents sont largement utilisés dans l’aérospatiale, la défense nationale, la production industrielle et agricole et même dans la vie quotidienne.

Examinons maintenant les principales caractéristiques de plusieurs moteurs à aimants permanents typiques et leurs principales applications. Tout d’abord, le générateur à aimant permanent aux terres rares est un bon choix. Par rapport au générateur traditionnel, il n'a pas besoin d'un anneau collecteur ni d'un dispositif à brosses, ce qui non seulement simplifie la structure mais réduit également le taux de défaillance.

Plus important encore, l'utilisation d'aimants permanents aux terres rares peut également augmenter la densité magnétique de l'entrefer, de sorte que la vitesse du moteur puisse être augmentée jusqu'à la valeur optimale, améliorant ainsi le rapport puissance/masse.

Les générateurs modernes de l'aviation et de l'aérospatiale utilisent presque tous des générateurs à aimant permanent de terres rares, tels que les générateurs synchrones à aimant permanent au cobalt de terres rares de 150 kVA 14 pôles 12000 21 tr/min ~ 000 100 tr/min et 60000 kVA XNUMX XNUMX tr/min fabriqués par General Electric Company de les États Unis.

Les moteurs à aimants permanents aux terres rares ont un large éventail d'applications, de l'industrie textile et des fibres chimiques aux machines de transport des mines de charbon, puis au domaine automobile, partout dans le monde. Selon les statistiques, environ 70 % des véhicules utilisent des moteurs à aimants permanents aux terres rares, et les voitures de luxe sont équipées de plus de 70 ensembles de moteurs.

À l'avenir, les pièces automobiles telles que les climatiseurs, les ventilateurs et les vitres électriques utiliseront également des aimants de moteur, tandis que les bobines d'allumage, les entraînements et les capteurs utiliseront toujours des aimants frittés Sm-Co.

En outre, les champs d'application des moteurs à aimants permanents aux terres rares sont toujours en expansion, tels que la prise en charge du système de conversion de fréquence et de régulation de vitesse des moteurs synchrones à aimants permanents aux terres rares de petite puissance pour les nouveaux climatiseurs et réfrigérateurs, et les gadgets électriques sans fil pour divers Micromoteurs CC à aimant permanent aux terres rares.

L’avantage des matériaux à aimants permanents aux terres rares réside dans leurs hautes performances et leurs vastes domaines d’application, notamment dans le domaine de l’aérospatiale, qui présente d’importantes perspectives de développement. Bien que l'application de moteurs à aimants permanents aux terres rares dans l'air soit également impliquée, sa principale direction d'application est une nouvelle génération de moteurs d'avion.

Cependant, le coût élevé reste un défi pour les moteurs à aimants permanents à base de terres rares, tandis que les moteurs à aimants permanents en ferrite ont été largement utilisés en raison de leur structure simple, de leur poids léger et de leur coût total inférieur à celui des moteurs à excitation électrique. Cependant, dans certaines occasions spéciales, telles que les moteurs à bobine mobile des lecteurs de disque d'ordinateur, l'utilisation de matériaux à aimants permanents NdFeB peut améliorer les performances et réduire le volume et la qualité, réduisant ainsi le coût global.

Lors de la conception et de la sélection des moteurs, des facteurs tels que les performances, le prix et le coût doivent être pris en compte de manière globale, et l'innovation et l'optimisation de la conception doivent être réalisées pour obtenir des applications plus larges.

Types de moteurs à aimants permanents

Par rapport aux moteurs à excitation électrique traditionnels, les moteurs à aimants permanents présentent de nombreux avantages tels qu'une structure simple, un fonctionnement fiable, une petite taille, un poids léger, de faibles pertes et un rendement élevé. Mieux encore, ils peuvent être moulés de manière flexible dans différentes formes et tailles. En revanche, les moteurs ordinaires nécessitent du courant pour maintenir un champ magnétique.

Cependant, il existe plusieurs types de moteurs à aimants permanents. Ils disposent également de moteurs à courant continu à aimant permanent, de moteurs synchrones à aimant permanent à démarreur asynchrone, de moteurs à courant continu sans balais à aimant permanent, de moteurs synchrones à aimant permanent à régulation de vitesse et de générateurs synchrones à aimant permanent, etc.