El motor eléctrico que funciona con imanes de ferrita de hierro/The electric motor that works with iron ferrite magnets

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Lately, it seems we've become all about electrifying everything, especially transportation. Many of today's high-performance electric motors, especially those used in electric vehicles, use neodymium magnets. These magnets are very powerful, but neodymium and other rare earths (such as dysprosium and terbium) are limited, expensive resources with highly concentrated supply chains. This raises concerns about price volatility, security of supply, and the environmental impact of their mining and processing.

Últimamente parece que nos ha dado por electrificarlo todo, especialmente los medios de transporte. Muchos de los motores eléctricos de alto rendimiento actuales, especialmente los que se utilizan en vehículos eléctricos, utilizan imanes de neodimio, estos imanes son muy potentes pero el neodimio y otras tierras raras (como el disprosio y el terbio) son recursos limitados, costosos y cuya cadena de suministro está muy concentrada, esto genera preocupaciones sobre la volatilidad de los precios, la seguridad del suministro y el impacto ambiental de su minería y procesamiento.

To try to mitigate these drawbacks, several technology companies have recently developed electric motors that replace traditional rare-earth magnets with iron ferrite magnets. These magnets, although less powerful in terms of magnetic flux, offer several key advantages due to their abundance, lower cost, and easy access, which are especially relevant for avoiding or reducing geopolitical dependence on rare-earth extraction. Ferrite, based primarily on iron oxide, is much more abundant, cheaper, and more stable against extreme temperature changes.

Para intentar mitigar estos inconvenientes diversas empresas tecnológicas han desarrollado recientemente motores eléctricos que sustituyen los tradicionales imanes de tierras raras por imanes de ferrita de hierro. Estos imanes, aunque son menos potentes en términos de flujo magnético, ofrecen una serie de ventajas clave debido a su abundancia, menor coste y fácil acceso, especialmente relevantes para evitar o disminuir la dependencia geopolítica de la obtención de tierras raras. La ferrita, basada principalmente en óxido de hierro, es mucho más abundante, barata y estable frente a cambios extremos de temperatura.

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These new motors typically feature an "axial flux" architecture, different from the more widespread radial design. This allows for better utilization of ferrite's lower flux density through greater magnetic mass and a disc-shaped geometry, thus achieving competitive torque, especially in applications where size and weight are not critical. Currently, these motors are primarily targeted at light electric vehicles, industrial machinery, and equipment where maximum power density per unit volume is not required.

Estos nuevos motores suelen presentar una arquitectura de “flujo axial”, diferente al más extendido diseño radial. Esto permite aprovechar mejor la menor densidad de flujo de la ferrita mediante mayor masa magnética y una geometría en forma de disco, logrando así un par motor competitivo, sobre todo en aplicaciones donde el tamaño y peso no son críticos. En la actualidad, estos motores se están orientando principalmente a vehículos eléctricos ligeros, maquinaria industrial y equipos donde no se exige la máxima densidad de potencia por unidad de volumen.

The development of motors with ferrite magnets can have a significant impact by reducing dependence on rare earths, improving supply chain stability and reducing geopolitical and cost risks. By using more abundant and less expensive materials, this contributes to more sustainable electric vehicle production. Furthermore, this technology is driving new and innovative motor architectures to compensate for the intrinsic characteristics of ferrite magnets.

El desarrollo de motores con imanes de ferrita puede tener un impacto significativo ya que disminuye la dependencia de las tierras raras, lo que mejora la estabilidad de la cadena de suministro y reduce los riesgos geopolíticos y de costos. Al utilizar materiales más abundantes y menos costosos, se contribuye a una producción de vehículos eléctricos más sostenible. Además esta tecnología está impulsando nuevas e innovadoras arquitecturas de motores para compensar las características intrínsecas de los imanes de ferrita.

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But, as always, we must be cautious. Although the advances are promising, there are still challenges to overcome. To match the power of a neodymium motor, a ferrite motor tends to be larger and heavier. This can affect the vehicle's overall efficiency, although new architectures are working to mitigate this impact. Ferrite can be more susceptible to demagnetization at high temperatures and speeds, requiring careful motor designs and more effective thermal management systems.

Pero, como siempre, hemos de ser prudentes, aunque los avances son prometedores, todavía quedan desafíos por superar, para igualar la potencia de un motor de neodimio, un motor de ferrita tiende a ser más grande y pesado. Esto puede afectar la eficiencia general del vehículo, aunque las nuevas arquitecturas están trabajando para mitigar este impacto. La ferrita puede ser más susceptible a la desmagnetización a altas temperaturas y velocidades, lo que requiere diseños de motor cuidadosos y sistemas de gestión térmica más eficaces.

Achieving the same power density as rare-earth motors remains a significant research and development challenge. Although ferrite magnets are cheaper, the need to use more material and, possibly, more complex designs can impact the overall cost of the motor. But what is certain is that, unlike the internal combustion engine, innovation in electric motors has only just begun. Innovation in axial designs and the development of high-performance ferrites are making these motors an increasingly viable commercial option, marking the beginning of a new era in the electrification industry.

Alcanzar la misma densidad de potencia que los motores de tierras raras sigue siendo todo un reto de investigación y desarrollo. Aunque los imanes de ferrita son más baratos, la necesidad de usar más material y, posiblemente, diseños más complejos, puede influir en el costo total del motor. Pero de lo que no cabe duda es de que, al contrario que el motor de explosión, la innovación en motores eléctricos no ha hecho más que empezar. La innovación en diseños axiales y el desarrollo de ferritas de alto rendimiento hacen que estos motores sean cada vez más una opción comercial viable, marcando el inicio de una nueva etapa en la industria de la electrificación.

More information/Más información
https://newatlas.com/technology/conifer-iron-magnet-electric-motors/

https://es.gizmodo.com/adios-a-las-tierras-raras-el-motor-electrico-que-funciona-con-hierro-y-cambia-las-reglas-del-juego-2000180889