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松下使用新磁性材料制作马达，推动空调和冰箱节能 |
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| http://cn.newmaker.com
3/4/2016 2:06:00 PM
日经BP社
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松下使用新型磁性材料试制家电用压缩机的马达，这种马达可以提高家电的能源效率。采用的磁性材料为日本东北大学开发的低损耗软磁性材料“NANOMET”。通过使用这种材料，配备压缩机的空调和冰箱等冷热设备的能源效率，即COP（效能系数）提高了2.9％。松下将争取在2018年前，投产采用新材料的家电产品。
松下与东北大学在2014年12月之前，已经成功开发出了使用新材料的马达。但当时的马达直径为70mm，只能供试制使用，无法应用于家电产品。这一次，二者为家电产品广泛使用的125mm直径马达采用了新材料。通过使马达的主要损失——磁性材料铁损大约降低60％等，马达的能源效率比使用现有材料提高了3.1％。
将这次的马达嵌入压缩机，通过COP实际检测1kW的冷冻能力，发现与现有材料相比，COP提高了2.9％。
松下希望将这次的技术打造成为提高空调和冰箱“节能性能”的撒手锏。有统计显示，冰箱和空调约占一般家庭用电量的1/4（日本资源能源厅2009年发布）。而从2000年代开始，马达的效率改善一直进展缓慢。2000年～2015年之间仅提高了2％。该公司认为，提高3％的效率对于节能性能的差异化具有巨大的影响力。
铁芯厚度缩小到1/10
新材料“为不使用稀土的铁合金，因此可以降低材料成本”（主导开发该材料的东北大学金属材料研究所教授牧野彰宏）。将Fe（铁）-Si-B-P-Cu系材料的部分Fe置换为Ni（镍），铁含量为94～95％。作为马达线圈的磁性材料使用，不仅可以大幅降低铁损，而且决定线圈小型化难易度的饱和磁通密度也比较大。在各种类型的铁损中，涡流损失可以通过减薄线圈铁芯的方式降低，如果铁芯的厚度极薄，新材料降低损耗的效果要优于现有材料。
松下目前使用能够发挥新材料能力的生产技术制造线圈的铁芯。一般来说，磁性材料中一旦产生应力，特性就会发生劣化，为此，该公司新采用了不易造成应力的加工方法。铁芯由新材料制成的金属板叠加而成。这一次，金属板的切割、层叠、热处理等各道工序均未产生应力，或是没有应力残留。特别对热处理进行了精心改良。
但新材料加工困难，可能导致工序变得复杂。这是因为新材料的质地硬，为了减少铁芯的涡流损失，金属板的厚度减薄到35μm，仅为现在的1/10，数量则增加到了10倍。为了防止材料成本低廉的优势被抵消，在实用化之前，该公司还将继续对生产技术实施改进。
另外，新材料的磁性材料特性与现有材料不同，所以包含线圈在内，电路的最佳设计方式会发生改变。虽然在试制阶段也采用了合理的电路设计，但依然有进一步优化的空间。使用新材料的马达还有可能继续提高效率。（记者：三宅常之）
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