Przełomowe osiągnięcia w dziedzinie materiałów silnikowych przyczyniają się do zwiększenia wydajności

Wydajność silników elektrycznych-serce nowoczesnych systemów przemysłowych - jest przede wszystkim zależna od projektu i metod produkcji silników elektrycznych; jednak coraz częściej innowacje w technologii materiałowej umożliwiły poprawę wydajności silników elektrycznych – a szerzej, systemów silnikowych, takich jak pojazdy elektryczne.    Popyt na energooszczędne, lekkie i trwałe silniki napędza ogromne zapotrzebowanie na innowacje w materiałach silnikowych, co z kolei napędzi kolejną falę zmian technologicznych.

Kluczowe Trendy w Innowacjach Materiałowych:

Wydajność: Wysokowydajne Materiały Magnetyczne

Najbardziej powszechnym wysokowydajnym materiałem magnetycznym są magnesy neodymowo-żelazowo-borowe (NdFeB), które charakteryzują się wysoką wydajnością magnetyczną.  Aby obejść problemy związane z demagnetyzacją termiczną, współzależnością od rzadkich pierwiastków i emisją z rzadkich pierwiastków, które są przyjazne dla środowiska, badania koncentrują się na związkach odpornych na wysokie temperatury z NdFeB oraz na opracowywaniu nowych magnesów domieszkowanych ciężkimi pierwiastkami ziem rzadkich (np. dysproz, terb) i wolnych od pierwiastków ziem rzadkich.

Wydajność: Stal Elektryczna o Niskich Stratach

Rdzenie silników są wykonane z globalnych, ultracienkich blach o wysokiej gęstości strumienia magnetycznego i niskich stratach, ze stali elektrycznej. Wysokogatunkowa stal elektrotechniczna zorientowana (GOES) i stal elektrotechniczna niezorientowana (NOES) zminimalizowały straty energii z prądów wirowych, które sprawiają, że systemy są bardziej wydajne w napędzaniu pojazdów elektrycznych i najlepszej jakości silników przemysłowych.

Wydajność:Lekkie kompozyty o wysokiej wytrzymałości

Aby zminimalizować wagę silnika i poprawić gęstość mocy i wydajność, inżynierowie zaczynają wykorzystywać kompozyty z włókna węglowego oraz tworzywa sztuczne i żywice inżynieryjne do podpór wirnika, osłon końcowych i obudów. Nowe projekty łączyłyby unikalną wytrzymałość z bardzo niską wagą, co radykalnie poprawiłoby wydajność silnika i oszczędność energii.

Trwałość:Zaawansowane Materiały Izolacyjne

Nowoczesne silniki są poddawane coraz wyższym częstotliwościom i wysokim napięciom, co wymaga doskonałej izolacji. Ostatnie innowacje i rozwój w izolacji na bazie polimerów, takich jak regularne i nanokompozytowe powłoki oraz elastyczne folie odporne na ciepło, zapewniły ekstremalną wytrzymałość dielektryczną, co znacznie wydłużyło żywotność silnika.

Wpływ na Przemysł

Firmy produkcyjne użytkowników końcowych ulepszają i rozwijają technologie materiałowe, które są opracowywane w celu umożliwienia większej kombinacji mniejszych rozmiarów, mniejszej wagi, większej wydajności i większej trwałości. Te silniki nowej generacji są wykorzystywane w takich obszarach, jak pojazdy elektryczne, energia wiatrowa i wysokiej klasy sprzęt CNC lub środowisko, a te firmy użytkowników końcowych poprawiają swoją konkurencyjność.

W najbliższej przyszłości, w globalnym przejściu w kierunku inteligentnego i niskoemisyjnego rozwoju, nowe produkty silnikowe pojawią się wraz z komercjalizacją zaawansowanej ekologicznej produkcji i materiałów nadających się do recyklingu, a także ekstremalnych możliwości wydajności silników na rynku.