Tesla-ն հենց նոր հայտարարեց, որ իրենց էլեկտրական մեքենաների վրա կազմաձևված մշտական մագնիսական շարժիչների հաջորդ սերունդն ընդհանրապես չի օգտագործի հազվագյուտ հողային նյութեր:
Tesla կարգախոսը. Հազվագյուտ հողի մշտական մագնիսները լիովին վերացված են
սա իրական է?
Փաստորեն, 2018-ին աշխարհի էլեկտրական մեքենաների 93%-ը հագեցած էր հազվագյուտ հողերից պատրաստված մշտական մագնիսով շարժիչով շարժիչով: 2020 թվականին էլեկտրական մեքենաների համաշխարհային շուկայի 77%-ն օգտագործում է մշտական մագնիսական շարժիչներ։ Էլեկտրական մեքենաների արդյունաբերության դիտորդները կարծում են, որ քանի որ Չինաստանը դարձել է էլեկտրական մեքենաների ամենամեծ շուկաներից մեկը, և Չինաստանը հիմնականում վերահսկում է հազվագյուտ հողերի մատակարարումը, դժվար թե Չինաստանը անցնի մշտական մագնիսական մեքենաներից: Բայց ինչպիսի՞ն է Tesla-ի իրավիճակը և ինչպե՞ս է նա մտածում դրա մասին: 2018 թվականին Tesla-ն Model 3-ում առաջին անգամ օգտագործեց ներկառուցված մշտական մագնիս համաժամանակյա շարժիչ՝ միաժամանակ պահպանելով ինդուկցիոն շարժիչը առջևի առանցքի վրա: Ներկայումս Tesla-ն իր Model S և X էլեկտրական մեքենաներում օգտագործում է երկու տեսակի շարժիչներ, որոնցից մեկը հազվագյուտ հողի մշտական մագնիսական շարժիչ է, իսկ մյուսը՝ ինդուկցիոն շարժիչ: Ինդուկցիոն շարժիչները կարող են ավելի շատ հզորություն ապահովել, իսկ մշտական մագնիսներով ինդուկցիոն շարժիչներն ավելի արդյունավետ են և կարող են 10%-ով բարելավել վարման տիրույթը:
Մշտական մագնիսական շարժիչի ծագումը Խոսելով այս մասին՝ պետք է նշել, թե ինչպես է առաջացել հազվագյուտ հողի մշտական մագնիսական շարժիչը։ Բոլորը գիտեն, որ մագնիսականությունը արտադրում է էլեկտրականություն, իսկ էլեկտրաէներգիան՝ մագնիսականություն, իսկ շարժիչի առաջացումը անբաժանելի է մագնիսական դաշտից։ Ուստի մագնիսական դաշտ ապահովելու երկու եղանակ կա՝ գրգռում և մշտական մագնիս: DC շարժիչները, համաժամանակյա շարժիչները և շատ մանրանկարչական հատուկ շարժիչներ բոլորը պահանջում են DC մագնիսական դաշտ: Ավանդական մեթոդը մագնիսական դաշտ ստանալու համար սնուցված կծիկ (կոչվում է մագնիսական բևեռ) երկաթե միջուկով օգտագործելն է, սակայն այս մեթոդի ամենամեծ թերությունն այն է, որ հոսանքը էներգիայի կորուստ ունի կծիկի դիմադրության մեջ (ջերմության առաջացում)՝ դրանով իսկ նվազեցնելով։ շարժիչի արդյունավետությունը և շահագործման ծախսերի ավելացումը: Այս պահին մարդիկ մտածում էին. եթե մշտական մագնիսական դաշտ լինի, և էլեկտրականությունն այլևս չօգտագործվի մագնիսականություն առաջացնելու համար, ապա շարժիչի տնտեսական ցուցանիշը կբարելավվի: Այսպիսով, մոտ 1980-ականներին հայտնվեցին մշտական մագնիսների մի շարք նյութեր, որոնք այնուհետև կիրառվեցին շարժիչների վրա՝ ստեղծելով մշտական մագնիսական շարժիչներ:
Հազվագյուտ հողի մշտական մագնիսների շարժիչը առաջատարն է Այսպիսով, ի՞նչ նյութեր կարող են ստեղծել մշտական մագնիսներ: Համացանցից շատերը կարծում են, որ կա միայն մեկ տեսակի նյութ. Փաստորեն, կան չորս հիմնական տեսակի մագնիսներ, որոնք կարող են առաջացնել մշտական մագնիսական դաշտ, այն է՝ կերամիկական (ֆերիտ), ալյումինե նիկել կոբալտ (AlNiCo), սամարիումի կոբալտ (SmCo) և նեոդիմում երկաթի բոր (NdFeB): Հատուկ նեոդիմային մագնիսային համաձուլվածքներ, ներառյալ տերբիումը և դիսպրոզիումը, մշակվել են ավելի բարձր Կյուրիի ջերմաստիճաններով, ինչը թույլ է տալիս դիմակայել մինչև 200°C բարձր ջերմաստիճաններին:
Մինչև 1980-ական թվականները մշտական մագնիսական նյութերը հիմնականում ֆերիտային մշտական մագնիսներն էին և ալնիկո մշտական մագնիսները, սակայն այդ նյութերի մնացորդը այնքան էլ ուժեղ չէ, ուստի առաջացած մագնիսական դաշտը համեմատաբար թույլ է: Ոչ միայն դա, այլև այս երկու տեսակի մշտական մագնիսների հարկադիր ուժը ցածր է, և երբ նրանք հանդիպում են արտաքին մագնիսական դաշտի, դրանք հեշտությամբ ենթարկվում են ազդեցության և ապամագնիսացման, ինչը սահմանափակում է մշտական մագնիսական շարժիչների զարգացումը: Եկեք խոսենք հազվագյուտ հողային մագնիսների մասին: Իրականում հազվագյուտ հողային մագնիսները բաժանվում են երկու տեսակի մշտական մագնիսների՝ թեթև հազվագյուտ հողի և ծանր հազվագյուտ հողի: Հազվագյուտ հողերի համաշխարհային պաշարները բաղկացած են մոտավորապես 85% թեթև հազվագյուտ հողերից և 15% ծանր հազվագյուտ հողերից: Վերջինս առաջարկում է բարձր ջերմաստիճանի գնահատված մագնիսներ, որոնք հարմար են բազմաթիվ ավտոմոբիլային ծրագրերի համար: 1980-ականներից հետո հայտնվեց հազվագյուտ հողի մշտական մագնիսների բարձր արդյունավետության նյութը՝ NdFeB մշտական մագնիսը: Նման նյութերն ունեն ավելի բարձր պահպանողականություն, ինչպես նաև ավելի բարձր հարկադրականություն և էներգիայի արտադրություն, բայց ընդհանուր առմամբ ավելի ցածր Կյուրիի ջերմաստիճան, քան այլընտրանքները: Դրանից պատրաստված հազվագյուտ հողի մշտական մագնիսական շարժիչն ունի բազմաթիվ առավելություններ, ինչպիսիք են բարձր արդյունավետությունը, գրգռման պարույրը, ուստի գրգռման էներգիայի կորուստ չկա. հարաբերական մագնիսական թափանցելիությունը մոտ է օդային մեքենային, ինչը նվազեցնում է շարժիչի ինդուկտիվությունը և բարելավում հզորության գործակիցը: Հենց հազվագյուտ հողային մշտական մագնիսների շարժիչների ավելի լավ հզորության խտության և արդյունավետության պատճառով է, որ էլեկտրական շարժիչ շարժիչների շատ տարբեր նմուշներ կան, և ամենատարածվածը հազվագյուտ հողային մշտական մագնիսների շարժիչներն են: Tesla-ն ցանկանում է ազատվել Կախվածություն չինական հազվագյուտ հողերից.
Բոլորը գիտեն, որ Չինաստանն ապահովում է աշխարհում հազվագյուտ հողային ռեսուրսների ճնշող մեծամասնությունը: Վերջին տարիներին դա տեսել է նաև Միացյալ Նահանգները: Նրանք չեն ցանկանում Չինաստանի կողմից կաշկանդված լինել հազվագյուտ հողերի մատակարարման հարցում։ Ուստի Բայդենի պաշտոնը ստանձնելուց հետո նա փորձեց մեծացնել իր մասնակցությունը հազվագյուտ հողերի մատակարարման շղթայում։ Դա 2 տրիլիոն դոլար արժողությամբ ենթակառուցվածքի առաջարկի առաջնահերթություններից մեկն է: MP Materials-ը, որը նախկինում փակված հանք է գնել Կալիֆորնիայում 2017 թվականին, հավակնում է վերականգնել ԱՄՆ հազվագյուտ հողերի մատակարարման շղթան՝ կենտրոնանալով նեոդիմի և պրազեոդիմի վրա և հույս ունի դառնալ ամենաէժան արտադրողը: Լայնասը ստացել է պետական ֆինանսավորում Տեխասում թեթև հազվագյուտ հողերի վերամշակման գործարան կառուցելու համար և ևս մեկ պայմանագիր ունի Տեխասում հազվագյուտ հողերի տարանջատման ծանր օբյեկտի համար: Թեև ԱՄՆ-ն այդքան շատ ջանքեր է գործադրել, ոլորտի մարդիկ կարծում են, որ կարճաժամկետ հեռանկարում, հատկապես ծախսերի առումով, Չինաստանը կպահպանի գերիշխող դիրքը հազվագյուտ հողերի մատակարարման հարցում, և Միացյալ Նահանգներն ընդհանրապես չի կարող սասանել այն:
Թերևս Տեսլան տեսավ դա, և նրանք մտածեցին օգտագործել մշտական մագնիսներ, որոնք որպես շարժիչներ ընդհանրապես չեն օգտագործում հազվագյուտ հողեր: Սա համարձակ ենթադրություն է, թե կատակ, մենք դեռ չգիտենք։ Եթե Tesla-ն հրաժարվի մշտական մագնիսական շարժիչներից և վերադառնա ինդուկցիոն շարժիչների, ապա կարծես թե դա նրանց գործելաոճը չէ: Իսկ Tesla-ն ցանկանում է օգտագործել մշտական մագնիսական շարժիչներ և ամբողջովին հրաժարվել է հազվագյուտ հողի մշտական մագնիսներից, ուստի կա երկու հնարավորություն. մեկը՝ ունենալ նորարարական արդյունքներ օրիգինալ կերամիկական (ֆերիտ) և AlNiCo մշտական մագնիսների վրա: Երկրորդն այն է, որ մշտական մագնիսները պատրաստված են. այլ ոչ հազվագյուտ հողային համաձուլվածքների նյութերը նույնպես կարող են պահպանել նույն ազդեցությունը, ինչ հազվագյուտ հողային մշտական մագնիսները: Եթե այս երկուսը չեն, ապա Tesla-ն, հավանաբար, խաղում է կոնցեպտների հետ: «Ալյանս» ՍՊԸ-ի նախագահ Դա Վուկովիչը մի անգամ ասել է, որ «հազվագյուտ հողային մագնիսների առանձնահատկությունների պատճառով ոչ մի այլ մագնիսական նյութ չի կարող համապատասխանել դրանց բարձր ուժի կատարմանը: Դուք իսկապես չեք կարող փոխարինել հազվագյուտ երկրային մագնիսներին»:
Անկախ նրանից, թե Tesla-ն խաղում է կոնցեպտների հետ, թե իսկապես ցանկանում է ազատվել մշտական մագնիսների շարժիչների առումով Չինաստանի հազվագյուտ հողերի մատակարարումից իր կախվածությունից, խմբագիրը կարծում է, որ հազվագյուտ հողային ռեսուրսները շատ թանկ են, և մենք պետք է դրանք ռացիոնալ զարգացնենք և ավելի շատ վճարենք։ ուշադրություն գալիք սերունդներին. Միևնույն ժամանակ, հետազոտողները պետք է մեծացնեն իրենց հետազոտական ջանքերը: Չասենք՝ Տեսլայի ձեւակերպումը լավն է, թե ոչ, համենայնդեպս այն մեզ որոշակի ակնարկներ ու ոգեշնչումներ է տվել։
