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永磁科普|永磁电机 VS 普通电机,这两个有何区别?
电机是现代工业的心脏,广泛应用于各个领域。永磁电机和普通电机作为两种主要类型,到底有何区别?今天小编带你一起来了解下:
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走进前沿新材料10:非晶软磁材料
软磁材料是电力、电子、通讯、智能制造、新能源汽车、和国防工业等多个高新产业和高技术领域发展的核心材料。在材料科学领域,金属的原子排列方式决定其性能边界。传统晶态材料的原子呈现周期性有序排列,而20世纪60年代发现的非晶合金展现出完全无序的原子结构,其低矫顽力、高磁导率的特性引发关注。
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软磁材料在电机中的应用及种类
一、软磁材料在电机中的应用场景1、定子与转子铁芯作用:形成闭合磁路,引导磁场分布,支撑绕组线圈。要求:高磁导率(降低磁阻)、低铁损(减少发热)、高饱和磁感应强度(提升电机功率密度)。应用实例:异步电机、同步电机、伺服电机的定转子核心部件。
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人形机器人产业发展的“关键引擎”--稀土永磁材料
在人形机器人产业蓬勃发展的当下,有一种材料正成为决定其性能与规模的核心要素,它便是以钕铁硼为代表的稀土永磁材料。从特斯拉Optimus到各类人形机器人原型机,其精准的关节运动、高效的动力输出与可靠的制动控制,背后都离不开这种材料的支撑,它已然成为人形机器人产业前行路上不可或缺的“关键引擎”。
哪种材料是颠覆传统电机的黑科技?
一、非晶合金材料
非晶合金,俗称金属玻璃,是一种原子排列无序的新型合金材料。传统金属的原子像士兵列队一样整齐排列(晶体结构),而非晶合金的原子则像玻璃一样杂乱无章。这种无序结构让它兼具金属的强度和非晶体的独特性能,比如:
高强度、高硬度:超高硬度,甚至能用来做刀具和精密齿轮。
低损耗、高磁导率:电阻率是硅钢片的3倍,磁导率更高,适合做高效电机和变压器。
耐腐蚀、耐高温:在恶劣环境下也能稳定工作,寿命更长。(下图来源:网络/百度图片)
它的制备技术主要有两种:
1.快速冷却法:液态金属以每秒几千度的速度冷却,直接固定住无序结构。
2.气相沉积法:蒸发金属后快速凝固成薄膜,用于微电子器件。
二、非晶合金定子
非晶合金定子是高效电机的核心部件,但加工难度极高!传统硅钢片用冲压就能搞定,而非晶合金又硬又脆,像玻璃一样易碎,导致两大难题:
1.切割难:传统冲压工艺废品率高达18%,垂直度误差大。
2.磁性能退化:加工过程中容易磁性能下降,影响效率。
(下图来源:网络/百度图片)

如何破解?
激光切割:超高精度,材料利用率达95%。
纳米晶复合带材:添加铌元素降低硬度,同时保持高磁性能。
自动化堆叠:机器人精准堆叠,错位小,提升成品一致性。
这些技术让非晶定子成本降低33%,生产速度提升60%,成功应用在新能源汽车电机中,如夸克电驱2.0。
(下图来源:网络/百度图片)

三、非晶合金参数
对比传统硅钢片,非晶合金的参数堪称降维打击:

一句话:损耗更低、效率更高、体积更小,还更轻!
四、应用
1.新能源汽车电机
星驱科技的非晶电机,重量减轻20%,续航提升50公里,转速高达3万转/分钟。
埃安夸克电驱,效率97.2%,功率密度13kW/kg,铁芯厚度比硅钢片薄90%。
2.节能变压器
空载损耗比硅钢变压器低75%,寿命长达30年,农村电网改造的省电神器。(下图来源:网络/百度图片)

3.微型电子器件
非晶薄膜用于手机芯片、磁存储器,性能更稳定。
4.风力发电机
高强度和耐腐蚀特性,适合制造海上风电的转子部件。
结语
非晶合金的节能优势完美契合“双碳”目标,2025年高效电机占比需超70%。虽然目前成本较高,但随着工艺突破,未来有望大规模普及。
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