Tesla жаңы эле электр унааларында конфигурацияланган туруктуу магнит кыймылдаткычтарынын кийинки мууну сейрек кездешүүчү жер материалдарын таптакыр колдонбой турганын жарыялады!
Tesla урааны: Сейрек кездешүүчү туруктуу магниттер толугу менен жок кылынат
бул чынбы?
Чынында, 2018-жылы дүйнөдөгү электр унааларынын 93% сейрек кездешүүчү жерлерден жасалган туруктуу магнит кыймылдаткычы менен кыймылдаткычы менен жабдылган. 2020-жылы дүйнөлүк электр унаа рыногунун 77% туруктуу магнит моторлорун колдонот. Электр унаа индустриясынын байкоочулары Кытай электр унааларынын эң ири базарларынын бирине айлангандыктан жана Кытай сейрек кездешүүчү жерди камсыздоону көзөмөлгө алгандыктан, Кытайдын туруктуу магниттик машиналардан өтүшү күмөн деп эсептешет. Бирок Тесланын абалы кандай жана ал бул тууралуу кандай ойдо? 2018-жылы Тесла 3 моделинде биринчи жолу орнотулган туруктуу магнит синхрондуу кыймылдаткычын колдонгон, ошол эле учурда алдыңкы окто асинхрондук кыймылдаткычты сактап калган. Учурда Tesla өзүнүн Model S жана X электр унааларында моторлордун эки түрүн колдонот, бири сейрек кездешүүчү туруктуу магнит кыймылдаткычы жана экинчиси асинхрондук мотор. Асинхрондук кыймылдаткычтар көбүрөөк кубат бере алат, ал эми туруктуу магниттери бар асинхрондук кыймылдаткычтар натыйжалуураак жана айдоо диапазонун 10% га жакшыртат.
Туруктуу магнит моторунун келип чыгышы Бул жөнүндө сөз кылып жатып, сейрек кездешүүчү туруктуу магнит кыймылдаткычы кантип пайда болгонун айтууга туура келет. Магнитизм электр энергиясын, ал эми электр магнитизмди жаратаарын жана мотордун пайда болушу магнит талаасынан ажырагыс экенин бардыгы билет. Демек, магнит талаасын камсыз кылуунун эки жолу бар: дүүлүктүрүү жана туруктуу магнит. DC кыймылдаткычтары, синхрондук кыймылдаткычтар жана көптөгөн миниатюралык атайын моторлор туруктуу токтун магнит талаасын талап кылат. Салттуу ыкма магнит талаасын алуу үчүн темир өзөгү бар кубатталган катушканы (магниттик уюл деп аталат) колдонуу болуп саналат, бирок бул ыкманын эң чоң кемчилиги токтун катушка каршылыктагы (жылуулук генерациясында) энергияны жоготууга ээ болушу, ошону менен мотордун натыйжалуулугун жана эксплуатациялык чыгымдарды жогорулатуу. Бул убакта адамдар ойлошкон - эгерде туруктуу магнит талаасы бар болсо жана электр энергиясы магнитизмди пайда кылуу үчүн колдонулбай калса, анда мотордун экономикалык көрсөткүчү жакшырат. Ошентип, 1980-жылдардын тегерегинде ар кандай туруктуу магниттик материалдар пайда болуп, алар моторлорго колдонулуп, туруктуу магнит кыймылдаткычтарын жасашкан.
Сейрек кездешүүчү туруктуу магнит мотору жетектейт Ошентип, кандай материалдар туруктуу магнит жасай алат? Көптөгөн интернет колдонуучулар бир эле материал бар деп ойлошот. Чындыгында, туруктуу магнит талаасын түзө турган магниттердин төрт негизги түрү бар, атап айтканда: керамика (феррит), алюминий никель кобальт (AlNiCo), самарий кобальт (SmCo) жана неодим темир бор (NdFeB). Атайын неодим магнит эритмелери, анын ичинде тербий жана диспрозий жогорку Кюри температуралары менен иштелип чыккан, бул аларга 200°Сге чейинки жогорку температурага туруштук берүүгө мүмкүндүк берет.
1980-жылдарга чейин туруктуу магниттик материалдар негизинен ферриттик туруктуу магниттер жана алнико туруктуу магниттер болгон, бирок бул материалдардын реманенси өтө күчтүү эмес, ошондуктан түзүлгөн магнит талаасы салыштырмалуу алсыз. Ал гана эмес, бул эки түрдөгү туруктуу магниттердин мажбурлоочу күчү төмөн жана алар тышкы магнит талаасына туш болгондон кийин, алар оңой эле таасир этет жана магнитсизденет, бул туруктуу магнит кыймылдаткычтарынын өнүгүшүн чектейт. Сейрек кездешүүчү магниттер жөнүндө сүйлөшөлү. Чынында, сейрек кездешүүчү магниттер туруктуу магниттердин эки түрүнө бөлүнөт: жеңил сейрек кездешүүчү жер жана оор сейрек кездешүүчү жер. Глобалдык сейрек кездешүүчү жер запастары болжол менен 85% жеңил сейрек кездешүүчү элементтерден жана 15% оор сейрек кездешүүчү элементтерден турат. Акыркысы көптөгөн унаа колдонмолоруна ылайыктуу жогорку температуралык магниттерди сунуш кылат. 1980-жылдардан кийин, жогорку натыйжалуу сейрек жер туруктуу магнит материалы-NdFeB туруктуу магнит пайда болду. Мындай материалдар жогорку реманенттүүлүккө, ошондой эле жогорку коэрсивдүүлүккө жана энергия өндүрүүгө ээ, бирок көбүнчө альтернативаларга караганда Кюри температурасы төмөн. Андан жасалган сейрек кездешүүчү туруктуу магнит мотору көптөгөн артыкчылыктарга ээ, мисалы, жогорку натыйжалуулук, дүүлүктүрүү катушкасы жок, ошондуктан эч кандай дүүлүктүрүү энергия жоготуусу жок; салыштырмалуу магниттик өткөрүмдүүлүк аба машинасына жакын, бул мотор индуктивдүүлүгүн азайтат жана кубаттуулук факторун жакшыртат. Так сейрек кездешүүчү туруктуу магнит кыймылдаткычтарынын кубаттуулугунун тыгыздыгы жана эффективдүүлүгү жакшы болгондуктан, электр кыймылдаткычтарынын ар кандай конструкциялары бар жана эң популярдуу сейрек кездешүүчү туруктуу магнит моторлору. Тесла кутулууну каалайт Кытайдын сейрек кездешүүчү заттарына көз карандылыкпы?
Кытай дүйнөдөгү сейрек кездешүүчү жер ресурстарынын басымдуу бөлүгүн камсыздаарын баары билет. Муну акыркы жылдарда АКШ да көрдү. Алар сейрек кездешүүчү металлдарды жеткирүүдө Кытай тарабынан чектелүүнү каалабайт. Ошондуктан, Байден кызматка келгенден кийин сейрек кездешүүчү жерди жеткирүү чынжырына катышуусун көбөйтүүгө аракет кылды. Бул 2 триллион долларлык инфраструктуралык сунуштун артыкчылыктарынын бири. 2017-жылы Калифорнияда мурда жабылган кенди сатып алган MP Materials неодим жана празеодимге басым жасап, АКШнын сейрек кездешүүчү элементтерди жеткирүү чынжырын калыбына келтирүү үчүн күрөшүп жатат жана эң арзан өндүрүүчү болууну көздөйт. Линас Техастагы жеңил сейрек кездешүүчү металлдарды кайра иштетүүчү завод куруу үчүн өкмөттөн каржылоо алды жана Техастагы оор сейрек кездешүүчү заттарды бөлүп чыгаруучу объект үчүн дагы бир келишимге ээ. Америка Кошмо Штаттары ушунчалык көп аракеттерди жасаганы менен, бул тармактын адамдары кыска мөөнөттө, өзгөчө наркы жагынан Кытай сейрек кездешүүчү металлдарды жеткирүүдө үстөмдүк позициясын сактап калат деп ишенишет жана Кошмо Штаттар аны такыр солкулдата албайт.
Балким, Тесла муну көрүп, алар мотор катары сейрек кездешүүчү жерди такыр колдонбогон туруктуу магниттерди колдонууну ойлонушту. Бул тайманбас божомол, же тамаша, биз дагы биле элекпиз. Эгерде Тесла туруктуу магнит моторлорунан баш тартып, кайра асинхрондук кыймылдаткычтарга өтсө, бул алардын иштөө стили эмес окшойт. Жана Тесла туруктуу магнит кыймылдаткычтарын колдонууну каалайт жана сейрек кездешүүчү туруктуу магниттерден толугу менен баш тартат, ошондуктан эки мүмкүнчүлүк бар: бири оригиналдуу керамикалык (феррит) жана AlNiCo туруктуу магниттеринде инновациялык натыйжаларга ээ болуу, экинчиси - туруктуу магниттер башка сейрек эмес жер эритмесин материалдары да сейрек кездешүүчү туруктуу магниттер сыяктуу эле эффектти сактай алат. Эгер бул экөө болбосо, анда Тесла концепциялар менен ойноп жаткандыр. «Альянс» ЖЧКсынын президенти Да Вукович бир жолу «сейрек кездешүүчү жер магниттеринин өзгөчөлүгүнөн улам, башка эч бир магнит материалы алардын жогорку кубаттуулугуна тең келе албайт» деп айткан. Сиз сейрек кездешүүчү магниттерди алмаштыра албайсыз».
Тесла концепциялар менен ойноп жатабы же туруктуу магнит кыймылдаткычтары жагынан Кытайдын сейрек кездешүүчү жер менен камсыздоосуна болгон көз карандылыктан кутулууну каалап жатабы, ага карабастан, редактор сейрек кездешүүчү жер ресурстары абдан баалуу деп эсептейт жана биз аларды рационалдуу иштеп чыгып, көбүрөөк төлөшүбүз керек деп эсептейт. келечек муундарга көңүл буруу. Ошол эле учурда изилдөөчүлөр изилдөө аракеттерин күчөтүшү керек. Тесланын формулировкасы жакшыбы же жокпу, айтпай эле коёлу, жок дегенде ал бизге кандайдыр бир ишараттарды жана илхамдарды берди.
