Applicazioni dei magneti al neodimio nei motori elettrici
Oggi, le applicazioni molto comuni dei magneti al neodimio nei motori elettrici sono aumentate notevolmente, soprattutto a causa della crescente domanda di auto elettriche nel mercato automobilistico globale.
I motori elettrici e le nuove tecnologie rivoluzionarie sono all'avanguardia e i magneti hanno un ruolo vitale da svolgere nel futuro dell'industria e dei trasporti mondiali. I magneti al neodimio agiscono come lo statore o parte di un motore elettrico tradizionale che non si muove. I rotori, la parte mobile, sarebbero un accoppiamento elettromagnetico mobile che trascina i baccelli lungo l'interno del tubo.
Nei motori elettrici, i magneti al neodimio funzionano meglio quando i motori sono più piccoli e leggeri. Dal motore che fa girare un disco DVD alle ruote di un'auto ibrida, i magneti al neodimio vengono utilizzati in tutta l'auto.
Un magnete al neodimio con un basso grado di coercività può iniziare a perdere forza se riscaldato a più di 80°C. I magneti al neodimio ad alta coercività sono stati sviluppati per funzionare a temperature fino a 220°C, con poche perdite irreversibili. La necessità di un coefficiente di temperatura basso nelle applicazioni con magneti al neodimio ha portato allo sviluppo di diversi gradi per soddisfare requisiti operativi specifici.
In tutte le auto e nei progetti futuri, la quantità di motori elettrici e solenoidi è a doppia cifra. Si trovano, ad esempio, in:
-Motori elettrici per finestre.
-Motori elettrici per tergicristalli.
-Sistemi di chiusura delle porte.
Uno dei componenti più importanti dei motori elettrici sono i magneti al neodimio. Il magnete è solitamente la parte statica del motore e fornisce la potenza di reazione per creare un movimento circolare o lineare.
I magneti al neodimio nei motori elettrici presentano maggiori vantaggi rispetto ad altri tipi di magneti, soprattutto nei motori ad alte prestazioni o dove la riduzione delle dimensioni è un fattore cruciale. Tenendo presente che tutte le nuove tecnologie mirano a ridurre le dimensioni complessive del prodotto, è probabile che presto questi motori conquisteranno l'intero mercato.
I magneti al neodimio sono sempre più utilizzati nell'industria automobilistica e sono diventati l'opzione preferita per la progettazione di nuove applicazioni magnetiche per questo settore.
Il movimento globale verso l’elettrificazione dei veicoli continua ad acquisire slancio. Nel 2010, il numero di auto elettriche sulle strade di tutto il mondo ha raggiunto i 7,2 milioni, di cui il 46% in Cina. Entro il 2030, si prevede che il numero di auto elettriche raggiungerà i 250 milioni, una crescita massiccia in un tempo relativamente breve. Gli analisti del settore prevedono pressioni sulla fornitura di materie prime chiave per soddisfare questa domanda, compresi i magneti in terre rare.
I magneti delle terre rare svolgono un ruolo importante nei veicoli alimentati sia da motori a combustione che elettrici. Ci sono due componenti chiave in un veicolo elettrico che presentano magneti in terre rare; motori e sensori. Il focus sono i motori.
I veicoli elettrici (EV) a batteria ottengono la propulsione da un motore elettrico anziché da un motore a combustione interna. La potenza per azionare il motore elettrico proviene da un grande pacco batterie di trazione. Per preservare e massimizzare la durata della batteria, il motore elettrico deve funzionare in modo super efficiente.
I magneti sono un componente primario nei motori elettrici. Un motore funziona quando una bobina di filo, circondata da potenti magneti, gira. La corrente elettrica indotta nella bobina emette un campo magnetico, che si oppone al campo magnetico emesso dai potenti magneti. Ciò crea un effetto repulsivo, proprio come mettere due magneti del polo nord uno accanto all'altro.
Questa repulsione fa sì che la bobina giri o ruoti ad alta velocità. Questa bobina è fissata ad un asse e la rotazione aziona le ruote del veicolo.
La tecnologia dei magneti continua ad evolversi per soddisfare le nuove esigenze dei veicoli elettrici. Attualmente, il magnete ottimale utilizzato nei motori per veicoli ibridi ed elettrici (in termini di forza e dimensioni) è il neodimio delle terre rare. Il disprosio diffuso aggiunto ai confini del grano genera una maggiore densità di energia, risultando in sistemi più piccoli e più efficienti.
Il veicolo ibrido o elettrico medio utilizza tra 2 e 5 kg di magneti in terre rare, a seconda del modello. I magneti delle terre rare sono presenti in:
-Sistemi di riscaldamento, ventilazione e condizionamento dell'aria (HVAC);
-Sterzo, trasmissione e freni;
-Vano motore ibrido o motore elettrico;
-Sensori come quelli di sicurezza, sedili, telecamere, ecc.;
-Porte e finestre;
-Sistema di intrattenimento (altoparlanti, radio, ecc.);
-Batterie per veicoli elettrici
-Sistemi di alimentazione e scarico per Ibridi;
Entro il 2030, la crescita dei veicoli elettrici si tradurrà in un aumento della domanda di sistemi magnetici. Con lo sviluppo della tecnologia dei veicoli elettrici, le applicazioni magnetiche esistenti potrebbero allontanarsi dai magneti delle terre rare verso altri sistemi come la riluttanza degli interruttori o i sistemi magnetici in ferrite. Tuttavia, si prevede che i magneti al neodimio continueranno a svolgere un ruolo fondamentale nella progettazione dei motori ibridi e del vano motore elettrico. Per soddisfare questo previsto aumento della domanda di neodimio per i veicoli elettrici, gli analisti di mercato si aspettano:
-Aumento della produzione da parte della Cina e di altri produttori di neodimio;
-Sviluppo di nuove riserve;
-Riciclaggio dei magneti al neodimio utilizzati nei veicoli, nell'elettronica e in altre applicazioni;
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