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（每月发4篇原创技术文章，提供有价值的新思路，点上面的蓝字【南牛】关注本公众号） 知乎上有人提了这样一个问题：电机控制或者电机本体发展的方向是什么？本人的回答：对中国人来说，电机控制和本体的发展方向，就是要搞好稀土永磁电机，本文详细解释一下我的观点。
一 产业发展的方向，总是跟国家的命运紧紧联系在一起。在电机上，包括电机控制和本体设计，最能影响国家命运的要素就是稀土，中国的稀土居于世界垄断地位，别的国家虽然也有稀土矿，但挖出了矿之后还得运到中国来做成产品，我们应该充分利用好这一优势，尽量用好稀土；而美国稀土矿不多，就算有矿也没加工技术，所以尽量不用稀土，而是发展各种稀土的替代材料。 前几天公众号【核动力蜗牛】的文章《2020美国先进电机的最新进展一》介绍，美国Elt091项目开发了一个高速无稀土电机，采用了6.5%Si超级硅钢和无稀土的MnBi纳米晶磁材，加上设计成超高速，10kw的电机的铜线用了3.4kg，几乎是我们普通100kw驱动电机的水平，单从电机性价比来说，我觉得就是一个傻大粗的美国电机嘛，根本谈不上什么“先进电机”，其亮点在于不需要稀土，性能虽然比永磁稀土电机差一点，也勉强能用。对于美国来说，这是对的，解决问题就是创新，创新就是解决问题，这个设计解决了美国没有稀土的问题，因此对美国来说确实属于创新。但对我们中国人来说，费了这么大的劲，又是超级硅钢，又是纳米晶磁材，又是超高速，结果比我们现有的稀土永磁电机还差，因此没有什么创新意义，我们推广稀土永磁就可以做得比他们好。 美国Elt091项目无稀土高速电机参数如图，来自公众号【核动力蜗牛】
二 从历史发展趋势上看：电气替代机械是历史的进步，现在还有很多产业，可以用稀土永磁电机替代内燃机，更加环保节能。比如中国普通老百姓大量使用的电动车，就是其中之一。 我们先以各种时代的主要需求和计算器的发展，来感受一下历史的脚步： 农业时代的主要需求：食物。计算器：算盘。 机械工业时代的主要需求：钢铁，中国曾经发起大炼钢铁运动，1978年12月23日成立宝钢，开始解决中国钢铁短缺的问题。计算器：1840年，英国人造出了差分机，能计算微积分，用了几万个机械零件。 电气工业时代的主要需求：电力，2012年7月4日三峡水电站投产发电，开始解决中国的电力短缺问题。计算器：用专用的电子板，实现了机械计算器同样的功能，优势在于成本低体积小。 信息工业时代的主要需求：芯片+软件，目前中国正在解决其中的关键技术。计算器：在通用芯片上编写软件，实现了专用电子板计算器同样的功能，优势在于，通用芯片上编写的软件计算器可以随时升级，改一下代码几乎是没有成本的，而电子板计算器就像芯片设计，一旦做好，更改非常麻烦。 今天，人类文明的先头部队已经进入信息工业时代，而世界发展不平衡，机械工业时代的内燃机和电气工业时代的电机，才是今天世界工业的中流砥柱。其中，主流工业动力的变革，就发生在电机取代内燃机上，因为内燃机烧石油，能源的来源是单一的，不环保的，需要用美元购买的，而电机采用电能，能源的来源是多样的，环保的，不需要跟美元挂钩的。举个例子，太阳能发电板+电机，就能驱动机器为人类工作，内燃机就做不到这一点。 三、 电机类型的选择上看，稀土永磁电机性能优越，高效率运行范围宽，总体上节能非常明显，优于其他任何类型的电机，如果不考虑成本问题，稀土永磁电机可以取代其他各种类型的电机，对比分析如下： 1普通直流电机可以用稀土永磁直流电机替代，仍然具备普通直流电机的各种优点，区别只是性能更好体积更小了。 2异步电机可以用异步起动的永磁同步电机替代，同样不需要控制器，比异步电机的效率更高，可以轻松达到超高效率的标准。同等功率下，机座号可以比异步电机小一档，铜线和铁的成本是降低的，但增加了磁钢成本，所以总成本略有增加。当然，异步电机以及异步起动的永磁同步电机，调速都不方便，如果要调速，就要加变频器。 3要调速的场合，异步电机+变频器的组合，可以直接用带控制器的调速永磁同步电机或者直流无刷电机替代，这是一个很好的方案，但很多电机制造厂家以机械加工为主，对控制器完全不懂，如果做带控制器的电机，核心技术就在控制器上，到头来电机厂只干苦力赚不到钱，所以暂时没有投资的动力。这个问题的关键还是在芯片上，如果芯片成本降低性能提升通用性又好，那将来电机制造商就可以摆脱这种困境。所以，现在是站在风口，等芯片的大风来 特斯拉原来采用异步电机，现在也改用稀土永磁电机了，因为稀土永磁电机的优势太大了，如果不用稀土永磁电机，别的做得再好也要矮人一头。从横向竞争上看，如果世界上有很多产业大量使用稀土永磁电机，那就离不开中国了。比如，特斯拉采用了稀土永磁电机之后，如果离开中国，谁给他供应稀土永磁电机？如果没人能供应，那他就跑不掉了嘛，最后肯定成为中国企业。 四、 最后送给大家一句话——不要辜负了时代赋予你的使命，我们作为中国人，现在就是要用好稀土永磁电机。 |
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