在工業(yè)領(lǐng)域中，永磁電動機的用量不斷提高，因為它是一種有著更高效率、更高動態(tài)性能和更加緊湊結(jié)構(gòu)的驅(qū)動裝置。在生產(chǎn)制造它的高性能磁鐵時，卻需要使用稀土元素——非常稀缺的關(guān)鍵材料，但目前已經(jīng)有解決辦法了。 　　在工業(yè)領(lǐng)域中，尤其是在電氣工業(yè)領(lǐng)域中，高性能的永磁電動機和發(fā)電機有著非常重要的意義。在許許多多的情況下，它們是不可或缺的電氣產(chǎn)品。在使用了永磁材料之后，永磁電動機比三相異步電動機的效率有了提高，同時它的結(jié)構(gòu)也更加緊湊、體積更小。因此，在工業(yè)領(lǐng)域中，它逐步成為三相異步電動機理想的替代品，因為它滿足了歐盟EU 640/2009規(guī)范*低效率等級的規(guī)定和要求。基于這一原因，人們預(yù)計，到第二代和第三代歐盟節(jié)能指令失效之日起，永磁同步電動機的市場份額將會進(jìn)一步提高。 　　高性能的永磁材料為電動汽車提供了功率性能更加強大、結(jié)構(gòu)體積更加緊湊的動力。在風(fēng)力發(fā)電設(shè)備中，永磁材料也充分地體現(xiàn)了它的優(yōu)點，使用永磁材料制造的風(fēng)力發(fā)電機減輕了很多重量。在產(chǎn)生的磁場強度相同這一前提下，永磁材料的重量只是銅線繞組的1/10。 　　在永磁電動機中，大多數(shù)的永磁材料是釹磁鐵，一般來講所需的稀土元素為釹、鏑和鋱。隨著電動汽車時代的到來、隨著人們有關(guān)工業(yè)企業(yè)高效節(jié)能的大討論，今后幾年里對永磁電機的需求將會大大提高。 　　這些金屬元素并不是非常罕見的，但它們的價格，近幾年來上漲得卻非常厲害。其原因是，盡管中國的稀土元素蘊藏量僅占全球的38%左右，但中國向全球市場提供的稀土卻超過了97%。生態(tài)研究院的一份資料指出，中國是**一個具有全部磁鐵生產(chǎn)鏈的國家。當(dāng)中國明顯感到近幾年稀土元素出口的重要性之后，從2010年起開始了出口限制，這就推動了市場價格的上漲，直到這一限制松動并于2015年初解除為止。 　　為什么稀土元素對于永久磁鐵的生產(chǎn)有著非常重要的意義呢?釹元素能夠提供很高的磁性，利用釹元素生產(chǎn)的NeFeB釹鐵硼磁鐵，在溫度不超過120℃的環(huán)境中有著很好的抗退磁性能。當(dāng)加入稀土元素鏑之后，可以在溫度高達(dá)200℃的環(huán)境中仍然有著很好的抗退磁性能，因此非常適合于在電動機技術(shù)領(lǐng)域中制造伺服驅(qū)動裝置，或者在風(fēng)力發(fā)電設(shè)備中生產(chǎn)風(fēng)力發(fā)電機，在NeFeB釹鐵硼磁鐵中加入稀土元素鋱后可提高其功率性能。 　　擺脫對稀土材料的依賴 　　動力驅(qū)動設(shè)備對永磁材料的需求量不斷增加，電動汽車也是全球市場中的一個重要增長點，而風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的發(fā)展趨勢則是無變速器的直接驅(qū)動。這都意味著，工業(yè)領(lǐng)域?qū)ο⊥猎氐男枨罅繒M(jìn)一步增加。然而，不管是中國的政策還是近幾年來不斷提高的稀土元素需求量，都迫切要求企業(yè)和科研機構(gòu)尋找新的、擺脫對稀土元素依賴的出路。要擺脫對稀土元素的依賴，原則上有三種可能的方法：尋找和開發(fā)有著相同性質(zhì)的替代材料;開發(fā)從廢舊電器中回收稀土元素的工藝技術(shù);節(jié)約永磁材料，優(yōu)化永磁材料零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計和加工工藝。 　　但在現(xiàn)實生活中，迄今為止幾乎沒有找到所謂的替代材料。例如，霍倫霍夫研究所進(jìn)行的稀土研究項目就是一個從廢舊電機中回收原材料的研究項目。正如生態(tài)研究院在一份工作報告中指出的那樣，從廢舊電器中回收稀土元素還是很有潛力的，因為永久磁鐵中含有的稀土元素占30%左右。 　　這里的問題是，使用過的設(shè)備或者驅(qū)動系統(tǒng)常常不是報廢處理，相反是出口到非歐盟國家去了，目前還沒有形成回收和再利用的機構(gòu)和體系。IFAM霍倫霍夫生產(chǎn)技術(shù)和先進(jìn)處理技術(shù)研究所已經(jīng)開發(fā)出了實驗室規(guī)模的稀土火法和濕法冶金技術(shù)方案，但是真正的實施這些技術(shù)方案卻又缺少像;可回收設(shè)計的新型永磁電動機，從2014年More項目中獲得的許多成果將無法應(yīng)用。 　　稀土替代材料起不了關(guān)鍵作用 　　到今天為止，稀土元素替代材料幾乎還沒有任何成效，許許多多的研發(fā)項目還都處在基礎(chǔ)研究階段。只有Brose公司2011年推出了一種不使用鏑和鋱的NeFeB釹鐵硼磁鐵電動機。它的問世改變了電動機的分類方法，也改善了稀土磁鐵的永磁性能。利用硬磁鐵氧體進(jìn)行的一系列試驗證明，這種新型電動機達(dá)到了迄今為止只有利用稀土元素才能達(dá)到的性能。 　　還有一些電動機生產(chǎn)廠家在不多的選擇性中研究著可行的替代方案，他們采用了其他的電動機工作原理，或者使用盡可能少的永磁材料。例如ABB公司于2011年推出了帶變頻器的同步磁阻電動機，以便在不使用稀土元素的情況下實現(xiàn)*高的節(jié)能效率。 　　電動汽車領(lǐng)域中也有類似;替代驅(qū)動方案的研發(fā)成果。例如，Inverto公司就在測試磁阻電機;ZF公司則集中精力從事永磁異步電動機的研究。SEW公司走的路子則不同，他們開發(fā)的LSPM異步起動永磁同步電機走的是一條中間道路，這種電動機是在三相鼠籠式異步電動機的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上設(shè)計而成的，但在轉(zhuǎn)子中輔助增加了永久磁鐵。這種電動機滿足了IE4的節(jié)能要求，體積小、結(jié)構(gòu)緊湊，和那些具有可比性的電動機相比較它所使用的永磁材料明顯要少。