美国一17岁男孩设计了一种可能改变电动汽车行业的电动机
美国一17岁男孩设计了一种可能改变电动汽车行业的电动机据史密森学会杂志报道，RobertSansone是一位天生的工程师。从电子手到高速跑鞋，以及时速超过70英里的卡丁车，这位来自佛罗里达州皮尔斯堡的发明家估计他在业余时间至少完成了60个工程项目。而他只有17岁。几年前，Sansone看到一个关于电动汽车的优点和缺点的视频。该视频解释说，大多数电动汽车电动机需要由稀土元素制成的磁铁，而这些元素的提取在经济上和环境上都是昂贵的。所需的稀土材料每公斤可达数百美元。相比之下，铜的价值是每公斤7.83美元。“我对电动机有着天然的兴趣，”Sansone说，他曾在不同的机器人项目中使用过这些电动机。“有了这个可持续性问题，我想解决它，并尝试设计一个不同的电动机。”这位高中生听说过一种电动机--同步磁阻电动机，它不使用这些稀土材料。这种电动机目前用于泵和风扇，但它本身的功率还不足以用于电动汽车。因此，Sansone开始集思广益，想办法提高其性能。在一年的时间里，Sansone创造了一个新型同步磁阻电动机的原型，它比现有的电动机具有更大的旋转力或扭矩和效率。该原型由3D打印的塑料、铜线和一个钢制转子制成，并使用各种仪表测量功率和激光转速计确定电动机的旋转速度。他的工作为他赢得了今年Regeneron国际科学与工程博览会（ISEF）的一等奖，以及75000美元的奖金，这是最大的国际高中STEM竞赛。密歇根大学电气和计算机工程教授HeathHofmann解释说，可持续性较差的永磁电动机使用钕、钐和镝等材料，这些材料的需求量很大，因为它们被用于许多不同的产品，包括耳机和耳塞。Hofmann在电动汽车方面做了大量的工作，包括为特斯拉提供咨询，为其推进器开发控制算法。“使用磁铁的应用数量似乎越来越多，”他说。Hofmann补充说，特斯拉最近开始在其电动机中使用永磁电动机。电动机使用旋转的电磁场来旋转转子。电动机外部固定部分的电线线圈，称为定子，产生这些电磁场。在永磁电动机中，附着在旋转的转子边缘的磁铁产生一个磁场，被吸引到旋转磁场上的相反极。这种吸引力使转子旋转。同步磁阻电动机不使用磁铁。相反，一个有空气间隙的钢制转子与旋转的磁场保持一致。磁阻，或一种材料的磁性，是这个过程的关键。当转子随着旋转的磁场旋转时，就会产生扭矩。当突出比率，或材料（在这种情况下，钢和非磁性气隙）之间的磁性差异较大时，会产生更多的扭矩。Sansone认为，他可以将另一个磁场纳入电动机，而不是使用气隙。这将增加这个突出比率，反过来，产生更多的扭矩。他的设计还有其他组件，但他不能透露更多细节，因为他希望将来能为这项技术申请专利。“一旦我有了这个最初的想法，那么我就必须做一些原型设计，以尝试并看看这个设计是否真的能发挥作用，”Sansone说。“我没有大量的资源来制造非常先进的电机，因此我不得不使用3D打印机制造一个较小的版本--比例模型。”在他能够测试他的设计之前，他完成了数个原型。他说：“我没有一...PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1304611.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1304611.htm
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