(FOTO: Honda)
Como o nome sugere, o tipo síncrono PM, que é o motor de acionamento principal, usa um ímã permanente. Ímãs de neodímio são usados para esses ímãs devido ao seu equilíbrio entre força magnética e durabilidade, e a palavra "terra rara" é frequentemente ouvida ao redor deles. Para que são usados esses ingredientes?
Os ímãs de neodímio parecem ter se tornado bastante comuns. Para dizer corretamente, é uma espécie de ímã de terras raras, e é um ímã feito pela sinterização de um pó estruturado de Nd2Fe14B (neodímio/ferro/boro). Desenvolvido em 1982 por Masato Sagawa e outros, é uma das tecnologias de que o Japão se orgulha. Em 2023, é o ímã de terras raras mais forte em uso prático em termos de densidade de fluxo magnético residual e força coercitiva, mas seu ponto fraco é que é inferior em resistência ao calor. Especificamente, quando a temperatura atinge aproximadamente 315 graus (=ponto Curie), ocorre desmagnetização irreversível.
Esforços são feitos para resfriar o motor de acionamento para que ele não atinja uma temperatura de 315 graus Celsius, mas foi desenvolvido um método para adicionar disprósio e térbio para aumentar a resistência ao calor. Geralmente, os ímãs de neodímio têm uma composição de 60% de ferro e 30% de neodímio, mas se você adicionar alguns por cento de disprósio a isso, diz-se que a desmagnetização térmica pode ser melhorada em 15 graus Celsius por adição de 1% (Wikipedia: ímãs de neodímio Que). Embora o térbio tenha uma propriedade que melhora melhor a força coercitiva do que o disprósio, é um metal mais raro que o disprósio, portanto o disprósio frequentemente desempenha esse papel.
No entanto, é certo que o disprósio também é um metal raro. É possível obter resistência ao calor e força coercitiva sem usá-las? Exemplos de empresas que estão trabalhando nessas questões são a Honda e a Toyota. Ambos focaram no fato de que “uma estrutura sinterizada tem um tamanho de grão grande que limita seu desempenho”, e a ideia era que se ela fosse transformada em uma estrutura ultrafina, a resistência ao calor e a força coercitiva poderiam ser aumentadas.
Se o motor ficar muito quente, os rotores de ímã permanente serão desmagnetizados irreversivelmente. O valor limite é de cerca de 150 graus, conforme mostrado no mapa. Como não queremos quebrar o caro ímã de neodímio, precisamos controlar o motor para mantê-lo a uma temperatura constante usando um circuito de refrigeração. Além do resfriamento líquido do rotor e do estator usando fluido, um número crescente de motores principais está resfriando o fluido em dois estágios usando resfriamento a água, que é uma maneira de alcançar uma eficiência tão alta.
