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17 歲的時候你在干嘛？
做不完的習題，打不夠的籃球，看不膩的 ta ？
美國小伙子羅伯特 · 桑松 （ Robert Sansone ）的 17 歲，手搓了個汽車電動機，直接拿到了被譽為科技界青少年世界杯的 IEFS 冠軍和 75000 美元的獎金。
他的研究還被媒體稱作，“ 可能發明了一個會改變電動汽車行業的電機”。
大家都知道，電動車和油車不一樣，電動車動力來源主要靠電動發動機。
電動機的方案很多，但憑借著轉化效率高等原因，永磁同步電機（ 下稱永磁機 ）隱隱有著一統江湖的勁頭。
可是， 顧名思義永磁機必須要用永磁體。 制作永磁體又必須要用稀土材料。
但是稀土產量少、價格貴，而且提取過程非常破壞環境。 更重要的是，稀土資源的命脈握在中國手里，這讓西方世界很難接受。
所以在 2011 年前后，美國能源部主導了一波去稀土化項目，就是為了帶領西方世界擺脫中國稀土依賴。
這也導致了如今國外車企，大都還在交流異步電機（ 也稱感應電機，下稱感應電機 ）上掙扎，通過提高功率密度、把電動機做得更大等方法來縫縫補補。 在了解這些情況后，桑松就在想，能不能再設計一種不需要永磁體、同樣能量轉化效率高的電機。
他想到了曾經了解過的同步磁阻電機（ Synchronous Reluctance Motor，下稱 SynRM ）。 SynRM并不是新事物，它的理論模型早在 1923 年就被提出來了。
通俗地說，SynRM 就是把永磁體換成了一個鋼轉子，這樣結構就變簡單了，價錢也更便宜。
但它的問題是，功率太小，我們現在常見的 SynRM 只能放到泵或者風扇上。 桑松需要做的，就是提高 SynRM 的性能，讓它能帶得動車子。
為了達到這個目的，桑松將另一個磁場整合進 SynRM，從而產生更大的扭矩 （ 因為桑松準備為這項技術申請專利，所以更多的細節沒有展示 ）。 由于沒有足夠的材料、資金來進行 1 : 1 的實驗，所以桑松利用 3D 打印機制作了一個縮小模型。
在經過整整 15 次實驗后，他終于得到了令自己滿意的設計。 經他改良過的 SynRM 在每分鐘 300 轉的情況下提升了 39% 的最大扭矩和 31% 的效率，在 750 轉時，它的效率更是提高了 37%。
不過，當他準備進一步提高數值測試時，塑料模型因為過熱融化了。 所以截止目前，該模型還沒有得到工業上的驗證。
即使如此，桑松的成就也足以讓人驚嘆，他憑借這個研究，擊敗了全球青少年，成功斬獲了國際性青少年科學競賽 ISEF 冠軍，捧走了 50 萬獎金。 這個桑松還是個天才發明家，17 歲的他在業余時間已經完成了 60 多項發明，比如像這個可以讓自己奔跑時速超過 35 Km/h 的機械跑鞋。
這種天才少年參加的 ISEF 當然相當不簡單，它被譽為青少年界的諾貝爾獎。 | 
發表于 2022-10-17 13:20:11
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