（ZDJĘCIE:Honda）
Jak sama nazwa wskazuje, typ synchroniczny PM, będący głównym silnikiem napędowym, wykorzystuje magnes trwały. W magnesach tych stosuje się magnesy neodymowe ze względu na ich równowagę siły magnetycznej i trwałości, a wokół nich często słychać słowo „ziemia rzadka”. Do czego służą te składniki?
Wydaje się, że magnesy neodymowe stały się dość powszechne. Mówiąc poprawnie, jest to rodzaj magnesu ziem rzadkich i jest to magnes wytwarzany przez spiekanie strukturalnego proszku Nd2Fe14B (neodym/żelazo/bor). Opracowana w 1982 roku przez Masato Sagawę i innych, jest jedną z technologii, z których Japonia jest dumna. Od 2023 r. jest to najsilniejszy magnes ziem rzadkich w praktycznym zastosowaniu pod względem resztkowej gęstości strumienia magnetycznego i siły koercji, ale jego wadą jest gorsza odporność na ciepło. W szczególności, gdy temperatura osiągnie około 315 stopni (=punkt Curie), następuje nieodwracalne rozmagnesowanie.
Czyni się wysiłki, aby schłodzić silnik napędowy tak, aby nie osiągnął temperatury 315 stopni Celsjusza, ale opracowano metodę dodawania dysprozu i terbu w celu zwiększenia odporności cieplnej. Ogólnie rzecz biorąc, magnesy neodymowe mają skład 60 procent żelaza i 30 procent neodymu, ale jeśli dodać do tego kilka procent dysprozu, mówi się, że demagnetyzację termiczną można poprawić o 15 stopni Celsjusza na 1 procent dodatku (Wikipedia: Magnesy neodymowe Niż). Chociaż terb ma właściwość, która poprawia siłę koercji lepiej niż dysproz, jest rzadszym metalem niż dysproz, więc dysproz często odgrywa tę rolę.
Pewne jest jednak, że dysproz jest również metalem rzadkim. Czy możliwe jest osiągnięcie zarówno odporności na ciepło, jak i siły przymusu bez ich użycia? Przykładami firm zajmujących się tymi problemami są Honda i Toyota. Obydwa skupili się na fakcie, że „spiekana struktura ma duży rozmiar ziaren, co ogranicza jej wydajność”, i założyli, że gdyby przekształcić ją w ultradrobną strukturę, można by zwiększyć odporność na ciepło i siłę koercji.
Jeśli silnik nagrzeje się za bardzo, wirniki z magnesami trwałymi ulegną nieodwracalnej demagnetyzacji. Wartość progowa wynosi około 150 stopni, jak pokazano na mapie. Ponieważ nie chcemy uszkodzić drogiego magnesu neodymowego, musimy sterować silnikiem, aby utrzymać stałą temperaturę za pomocą obwodu chłodzącego. Oprócz chłodzenia cieczą wirnika i stojana za pomocą płynu, coraz większa liczba głównych napędów chłodzi płyn w dwóch etapach za pomocą chłodzenia wodą, co jest jednym ze sposobów osiągnięcia tak wysokiej wydajności.
