Tesla ĵus anoncis, ke la venonta generacio de permanentaj magnetaj motoroj agorditaj sur siaj elektraj veturiloj tute ne uzos rarajn terajn materialojn!
Tesla slogano: Maloftaj teraj permanentaj magnetoj estas tute forigitaj
ĉu ĉi tio estas reala?
Fakte, en 2018, 93% de la elektraj veturiloj de la mondo estis ekipitaj per potenco-trajno movita per permanenta magneta motoro farita el raraj teroj. En 2020, 77% de la tutmonda elektroveturilo-merkato uzas permanentajn magnetajn motorojn. Observantoj de la industrio de elektraj veturiloj opinias, ke ĉar Ĉinio fariĝis unu el la plej grandaj merkatoj de elektraj veturiloj, kaj Ĉinio plejparte kontrolis la provizon de raraj teroj, estas neverŝajne, ke Ĉinio ŝanĝiĝos de konstantaj magnetaj maŝinoj. Sed kio estas la situacio de Tesla kaj kiel ĝi pensas pri ĝi? En 2018, Tesla uzis enigitan permanentan magnetan sinkronan motoron por la unua fojo en la Modelo 3, konservante la induktan motoron sur la antaŭa akso. Nuntempe, Tesla uzas du specojn de motoroj en siaj elektraj veturiloj Model S kaj X, unu estas rara tero permanenta magneta motoro kaj la alia estas indukta motoro. Induktaj motoroj povas provizi pli da potenco, kaj induktaj motoroj kun permanentaj magnetoj estas pli efikaj kaj povas plibonigi veturdistancon je 10%.
La origino de permanenta magneta motoro Parolante pri tio, ni devas mencii kiel la motoro de permanenta magneto de malofta tero aperis. Ĉiuj scias, ke magnetismo generas elektron kaj elektro generas magnetismon, kaj la generado de motoro estas nedisigebla de magneta kampo. Tial, ekzistas du manieroj disponigi magnetan kampon: ekscito kaj permanenta magneto. DC-motoroj, sinkronaj motoroj kaj multaj miniaturaj specialaj motoroj ĉiuj postulas DC-magneta kampo. La tradicia metodo estas uzi energiigitan bobenon (nomitan magnetan poluson) kun fera kerno por akiri magnetan kampon, sed la plej granda malavantaĝo de ĉi tiu metodo estas, ke la kurento havas energiperdon en la bobena rezisto (varmogenerado), tiel reduktante. motora efikeco kaj kreskantaj operaciaj kostoj. En ĉi tiu tempo, homoj pensis - se estas konstanta magneta kampo, kaj elektro ne plu estas uzata por generi magnetismon, tiam la ekonomia indico de la motoro estos plibonigita. Do ĉirkaŭ la 1980-aj jaroj aperis diversaj permanentaj magnetaj materialoj, kaj ili tiam estis aplikitaj al motoroj, farante permanentajn magnetajn motorojn.
Rara tero permanenta magneta motoro prenas la gvidon Do kiaj materialoj povas fari permanentajn magnetojn? Multaj retumantoj opinias, ke ekzistas nur unu speco de materialo. Fakte, ekzistas kvar ĉefaj specoj de magnetoj kiuj povas generi konstantan magnetan kampon, nome: ceramika (ferito), aluminio-nikela kobalto (AlNiCo), samaria kobalto (SmCo) kaj neodima fera boro (NdFeB). Specialaj neodimaj magnetaj alojoj inkluzive de terbio kaj disprozio estis evoluigitaj kun pli altaj Curie-temperaturoj, permesante al ili elteni pli altajn temperaturojn de ĝis 200 °C.
Antaŭ la 1980-aj jaroj, la permanentaj magnetaj materialoj estis ĉefe feritaj permanentaj magnetoj kaj alnico permanentaj magnetoj, sed la remanenco de tiuj materialoj ne estas tre forta, do la magneta kampo generita estas relative malforta. Ne nur tio, sed la truda forto de ĉi tiuj du specoj de permanentaj magnetoj estas malalta, kaj post kiam ili renkontas eksteran magnetan kampon, ili estas facile tuŝitaj kaj malmagnetigitaj, kio limigas la disvolviĝon de permanentaj magnetaj motoroj. Ni parolu pri rarateraj magnetoj. Fakte, rarateraj magnetoj estas dividitaj en du specojn de permanentaj magnetoj: malpeza rara tero kaj peza rara tero. Tutmondaj raraj teroj konsistas el proksimume 85% malpezaj raraj teroj kaj 15% pezaj raraj teroj. Ĉi-lasta ofertas alttemperaturajn klasitajn magnetojn taŭgajn por multaj aŭtomobilaj aplikoj. Post la 1980-aj jaroj, alt-efikeca rara tero permanenta magneta materialo-NdFeB permanenta magneto aperis. Tiaj materialoj havas pli altan restadon, same kiel pli altan trudemon kaj energiproduktadon, sed ĝenerale pli malaltajn Curie-temperaturojn ol alternativoj. La malofta tero permanenta magneta motoro farita el ĝi havas multajn avantaĝojn, kiel alta efikeco, neniu ekscita bobeno, do ne estas ekscita energia perdo; la relativa magneta permeablo estas proksima al tiu de la aermaŝino, kiu reduktas la motoran induktancon kaj plibonigas la potencan faktoron. Ĝuste pro la pli bona potenca denseco kaj efikeco de rarateraj permanentaj magnetaj motoroj ekzistas multaj malsamaj dezajnoj de elektraj motoroj, kaj la plej popularaj estas rarateraj permanentaj magnetaj motoroj. Tesla volas forigi Dependeco de ĉinaj raraj teroj?
Ĉiuj scias, ke Ĉinio provizas la vastan plimulton de maloftaj teraj rimedoj en la mondo. Ankaŭ Usono vidis tion en la lastaj jaroj. Ili ne volas esti limigitaj de Ĉinio en la liverado de raraj teroj. Tial, post kiam Biden enoficiĝis, li provis pliigi sian partoprenon en la malofta provizoĉeno. Ĝi estas unu el la prioritatoj de la propono pri infrastrukturo de $ 2 bilionoj. MP Materials, kiu aĉetis antaŭe fermitan minejon en Kalifornio en 2017, konkuras por restarigi la usonan maloftajn terojn, kun fokuso pri neodimo kaj praseodimo, kaj esperas fariĝi la plej malaltkosta produktanto. Lynas ricevis registaran financadon por konstrui malpezan rarateran pretigfabrikon en Teksaso kaj havas alian kontrakton por peza maloftaj teroj apartiginstalaĵo en Teksaso. Kvankam Usono faris tiom da klopodoj, homoj en la industrio opinias, ke baldaŭ, precipe pri kosto, Ĉinio konservos regantan pozicion en la provizado de raraj teroj, kaj Usono tute ne povas skui ĝin.
Eble Tesla vidis ĉi tion, kaj ili pripensis uzi permanentajn magnetojn, kiuj tute ne uzas rarajn terojn kiel motorojn. Ĉi tio estas aŭdaca supozo, aŭ ŝerco, ni ankoraŭ ne scias. Se Tesla forlasas permanentajn magnetajn motorojn kaj ŝanĝas reen al induktaj motoroj, ĉi tio ne ŝajnas esti ilia stilo fari aferojn. Kaj Tesla volas uzi permanentajn magnetajn motorojn, kaj tute forlasas rarajn terajn permanentajn magnetojn, do ekzistas du eblecoj: unu estas havi novigajn rezultojn pri la originalaj ceramikaj (feritoj) kaj AlNiCo permanentaj magnetoj, La dua estas, ke la permanentaj magnetoj faritaj el aliaj ne-raraj teraj alojaj materialoj ankaŭ povas konservi la saman efikon kiel la maloftaj teraj permanentaj magnetoj. Se ĝi ne estas ĉi tiuj du, tiam Tesla verŝajne ludas kun konceptoj. Da Vukovich, prezidanto de Alliance LLC, iam diris, ke "pro la karakterizaĵoj de rarateraj magnetoj, neniu alia magneta materialo povas egali ilian altfortan rendimenton. Oni ja ne povas anstataŭigi raraterajn magnetojn”.
Sendepende de tio, ĉu Teslo ludas per konceptoj aŭ vere volas forigi sian dependecon de la provizo de ĉina rara tero rilate al permanentaj magnetaj motoroj, la redaktoro opinias, ke la rimedoj de maloftaj teroj estas tre altvaloraj, kaj ni devus racie disvolvi ilin, kaj pagi pli. atenton al estontaj generacioj. Samtempe, esploristoj devas pliigi siajn esplorajn klopodojn. Ni ne diru ĉu la formuliĝo de Tesla estas bona aŭ ne, almenaŭ ĝi donis al ni kelkajn sugestojn kaj inspirojn.
