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蓋世汽車訊 大多數(shù)電動汽車發(fā)動機都需要使用由稀土元素制成的磁鐵，但是稀土元素的儲量有限、價格高，而且在采礦時易造成環(huán)境污染。據(jù)外媒報道，美國佛羅里達州皮爾斯堡17歲的發(fā)明家Robert Sansone開發(fā)了一種新型同步磁阻電機原型。該樣機由3D打印塑料、銅線和鋼轉(zhuǎn)子制成。與現(xiàn)有電機相比，具有更大的旋轉(zhuǎn)力（或扭矩）和效率。

電動機利用旋轉(zhuǎn)的電磁場使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，而位于電機外部固定部分的線圈（稱為定子），會產(chǎn)生電磁場。在永磁電機中，附著在旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子邊緣的磁鐵會產(chǎn)生磁場，該磁場被旋轉(zhuǎn)磁場中相反的磁極所吸引，這種吸引力使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。

同步磁阻電機不使用磁鐵，而是使帶有空氣間隙的鋼轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場對齊。在這一過程中，磁阻（或者說材料的磁性）是關(guān)鍵因素。當(dāng)轉(zhuǎn)子隨著旋轉(zhuǎn)的磁場旋轉(zhuǎn)時，就產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。當(dāng)凸極比或材料之間的磁性差異（在這種情況下為鋼和非磁性空氣間隙）更大，會產(chǎn)生更大的扭矩。

Sansone認為，可以將另一磁場整合到電機中，而不必使用空氣間隙。這將增加凸極比（saliency ratio），進而產(chǎn)生更大的扭矩。Sansone希望將來為這項技術(shù)申請專利。

Sansone測試了電機的轉(zhuǎn)矩和效率，然后重新進行配置，使其作為更傳統(tǒng)的同步磁阻電機運行，以進行比較。結(jié)果顯示，在新設(shè)計中，當(dāng)達到每分鐘300轉(zhuǎn)（RPM）時，扭矩提高了39%，效率提高31%。當(dāng)達到750 RPM時，效率提高37%。相比之下，特斯拉的Model S電機可以達到18,000 RPM。

Sansone進行了第二次實驗，以驗證其結(jié)果。從本質(zhì)上說，這個實驗排除了所有其他變量，并證實了該設(shè)計中更大的凸極比有利于提高扭矩和效率。

據(jù)介紹，同步磁阻電機的材料成本很低，但制造過程比較復(fù)雜，從而限制其廣泛使用。在Sansone的發(fā)明中，這也是主要影響因素。Sansone表示，未來通過增材制造等新技術(shù)，有望簡化制造過程。

目前，Sansone正在為其第16版電機進行計算和3D建模，并計劃使用更堅固的材料來制造這種電機，以便以更高的每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)進行測試。

原標(biāo)題： 17歲工程師發(fā)明環(huán)保電機 不需要使用稀土磁鐵