（FOTO: Honda）
Come suggerisce il nome, il tipo sincrono PM, che è il motore di azionamento tradizionale, utilizza un magnete permanente. I magneti al neodimio vengono utilizzati per questi magneti a causa del loro equilibrio tra forza magnetica e durata, e la parola "terre rare" si sente spesso intorno a loro. A cosa servono questi ingredienti?
I magneti al neodimio sembrano essere diventati abbastanza comuni. Per dirla correttamente, è un tipo di magnete delle terre rare, ed è un magnete realizzato sinterizzando una polvere strutturata di Nd2Fe14B (neodimio/ferro/boro). Sviluppata nel 1982 da Masato Sagawa e altri, è una delle tecnologie di cui il Giappone è orgoglioso. Nel 2023, è il magnete delle terre rare più potente nell'uso pratico in termini di densità di flusso magnetico residuo e forza coercitiva, ma il suo punto debole è che è inferiore in termini di resistenza al calore. Nello specifico, quando la temperatura raggiunge circa 315 gradi (=punto Curie), si verifica una smagnetizzazione irreversibile.
Vengono fatti sforzi per raffreddare il motore di azionamento in modo che non raggiunga una temperatura di 315 gradi Celsius, ma è stato ideato un metodo per aggiungere disprosio e terbio per aumentare la resistenza al calore. In generale, i magneti al neodimio hanno una composizione del 60% di ferro e del 30% di neodimio, ma se a questo si aggiunge una piccola percentuale di disprosio, si dice che la smagnetizzazione termica può essere migliorata di 15 gradi Celsius per ogni aggiunta dell'1% (Wikipedia: Magneti al neodimio Di). Sebbene il terbio abbia una proprietà che migliora la forza coercitiva meglio del disprosio, è un metallo più raro del disprosio, quindi il disprosio spesso svolge questo ruolo.
Tuttavia è certo che anche il disprosio è un metallo raro. È possibile ottenere sia la resistenza al calore che la forza coercitiva senza utilizzarli? Esempi di aziende che stanno lavorando su questi temi sono Honda e Toyota. Entrambi si concentravano sul fatto che "una struttura sinterizzata ha una granulometria grande che ne limita le prestazioni" e l'idea era che se fosse stata trasformata in una struttura ultrafine, la resistenza al calore e la forza coercitiva avrebbero potuto essere aumentate.
Se il motore si surriscalda, i rotori a magneti permanenti si smagnetizzeranno irreversibilmente. Il valore di soglia è di circa 150 gradi come mostrato sulla mappa. Poiché non vogliamo rompere il costoso magnete al neodimio, dobbiamo controllare il motore per mantenerlo a temperatura costante utilizzando un circuito di raffreddamento. Oltre al raffreddamento a liquido del rotore e dello statore mediante fluido, un numero crescente di motori primi raffredda il fluido in due fasi utilizzando il raffreddamento ad acqua, che è un modo per ottenere un'efficienza così elevata.
