Doorbraken in motormaterialen drijven de industrie naar grotere efficiëntie

De prestaties van elektromotoren-het hart van moderne industriële systemen - worden primair beïnvloed door het ontwerp en de fabricagemethoden van elektromotoren; echter, in toenemende mate hebben innovaties in materiaaltechnologie de prestaties van elektromotoren – en in bredere zin, motorsystemen zoals elektrische voertuigen – mogelijk gemaakt.    De vraag naar energie-efficiënte, lichtgewicht en duurzame motoren drijft een enorme vraag naar innovaties in motormaterialen, wat de volgende golf van technologische verandering zal aanjagen.

Belangrijkste trends in materiaal innovatie:

Efficiëntie: Hoogwaardige magnetische materialen

Het meest voorkomende hoogwaardige magnetische materiaal zijn neodymium-ijzer-boor (NdFeB) magneten, die hoge magnetische prestaties hebben.  Om problemen met thermische demagnetisatie, afhankelijkheid van zeldzame elementen en uitstoot van zeldzame elementen die niet milieuvriendelijk zijn te omzeilen, richt onderzoek zich op hittebestendige verbindingen van NdFeB en de ontwikkeling van zwaar zeldzame aarde gedoteerde (bijv. dysprosium, terbium) en zeldzame-aarde-vrije nieuwe magneten.

Efficiëntie: Elektrisch staal met lage verliezen

Motorkernen worden gemaakt van wereldwijde ultradunne platen van elektrisch staal met een hoge magnetische fluxdichtheid en lage verliezen. Hoogwaardig korrelgeoriënteerd elektrisch staal (GOES) en niet-korrelgeoriënteerd elektrisch staal (NOES) hebben energieverlies door wervelstromen geminimaliseerd, waardoor systemen efficiënter worden om elektrische voertuigen aan te drijven en de beste kwaliteit industriële motoren te produceren.

Efficiëntie:Lichtgewicht composieten met hoge sterkte

Om het motorgewicht te minimaliseren en de vermogensdichtheid en efficiëntie te verbeteren, beginnen ingenieurs koolstofvezelcomposieten en technische kunststoffen en harsen te gebruiken voor rotorsteunen, eindschilden en behuizingen. De nieuwe ontwerpen zouden de unieke sterkte combineren met een zeer laag gewicht, wat de motorprestaties en energiebesparing drastisch zou verbeteren.

Duurzaamheid:Geavanceerde isolatiematerialen

Moderne motoren worden blootgesteld aan steeds hogere frequenties en hoogspanning, wat superieure isolatie vereist. Recente innovaties en ontwikkelingen in op polymeer gebaseerde isolatie, zoals reguliere en nanocomposiet coatings en flexibele hittebestendige films, hebben een extreme diëlektrische sterkte geleverd, wat de levensduur van de motor aanzienlijk heeft verlengd.

Impact op de industrie

Eindgebruikersbedrijven in de maakindustrie verbeteren en breiden de materiaaltechnologieën uit die worden ontwikkeld om grotere combinaties van kleinere afmetingen, minder gewicht, grotere efficiëntie en grotere duurzaamheid mogelijk te maken. Deze volgende generatie motoren worden gebruikt in gebieden als elektrische voertuigen, windenergie en high-end CNC-apparatuur of het milieu, en die eindgebruikersbedrijven verbeteren hun concurrentiepositie.

In de nabije toekomst, in de wereldwijde verschuiving naar intelligente en koolstofarme ontwikkeling, zullen nieuwe motorproducten ontstaan als de commercialisering van geavanceerde groene productie en recyclebare materialen en extreme prestaties van motoren op de markt komen.