永磁电机制造技术

一种永磁电机包括定子、转子和复数个永磁体。所述定子沿一轴向延伸，其内表面形成一个空腔，并且该定子的设置使其在交流电的激励下可产生定子磁场。所述转子设置于所述空腔内，设置成可绕所述轴向转动。所述复数个永磁体可产生磁场，该磁场与所述定子磁场相互作用可产生力矩。至少一个所述永磁体包括轻稀土元素和重量百分比低于5的重稀土元素。其中轻稀土元素包括钕和镨，且钕在永磁体的重量百分比大于镨在永磁体的重量百分比，但小于三倍的镨在永磁体的重量百分比。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及永磁电机，更具体地，涉及一种使用了减少了重稀土元素含量的永磁体的永磁电机。
技术介绍
永磁电机，如永磁电动机或发电机等被广泛用于飞机、汽车及工业应用等领域。对于高功率密度的轻质永磁电机而言，如何尽可能地提高功重比(powertoweightratio)很重要。因此，希望开发出一种既有高功率密度和效率又减少了重量和成本的永磁电机。然而，为了得到具有高矫顽力的永磁体，通常会往永磁体中加入具有高磁晶各向异性场(magneto-crystallineanisotropyfield)的稀土元素，如铽(Tb)和镝(Dy)等。铽和镝等重稀土元素属于贵重元素，加入少量的这些贵重元素都可能明显地增加永磁体的成本。因此，希望能开发一种稀土元素含量尽可能少却又具有可兼容的磁性能的永磁体，其可用于永磁电机以实现高的功率密度和效率及低的重量和成本。
技术实现思路
本专利技术实施例涉及一种永磁电机，其包括定子、转子和复数个永磁体。所述定子沿一轴向延伸，其内表面形成一个空腔，并且该定子的设置使其在交流电的激励下可产生定子磁场。所述转子设置于所述空腔内，设置成可绕所述轴向转动。所述复数个永磁体可产生磁场，该磁场与所述定子磁场相互作用可产生力矩。至少一个所述永磁体包括轻稀土元素和重量百分比低于5的重稀土元素。其中轻稀土元素包括钕和镨，且钕在永磁体的重量百分比大于镨在永磁体的重量百分比，但小于三倍的镨在永磁体的重量百分比。附图说明通过结合附图对于本专利技术的实施例进行描述，可以更好地理解本专利技术，在附图中：图1为一个实施例中的一种磁通切换永磁电机的立体图，其仅显示了所述永磁电机的一半。图2为一个实施例中的一种轮辐型内置式永磁电机的立体图。图3为一个实施例中的一种V形内置式永磁电机的立体图。图4为一个实施例中的一种双层内置式永磁电机的立体图。图5为永磁体样本S1的退磁曲线图。图6为永磁体样本S2的退磁曲线图。图7为永磁体样本S3的退磁曲线图。图8为永磁体样本S4的退磁曲线图。图9为永磁体样本S5的退磁曲线图。图10为永磁体样本S6的退磁曲线图。图11为永磁体样本S7的退磁曲线图。具体实施方式以下将结合一个或多个具体的实施例对本专利技术的具体实施方式进行说明。除非另作定义，权利要求书和说明书中使用的技术术语或者科学术语应当为本专利技术所属
内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本专利技术专利申请说明书以及权利要求书中使用的“一个”或者“一”等类似词语并不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“或”是指包括所列举的元件或者物件中的任一个或全部。“包括”、“包含”或者“有”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”、“包含”或者“有”后面列举的元件或者物件及其等同元件，并不排除其他元件或者物件。本文中所使用的近似性的语言可用于定量表述，表明在不改变基本功能的情况下可允许数量有一定的变动。因此，用“约”、“大约”、“左右”等语言所修正的数值不限于该准确数值本身。此外，在“约第一数值到第二数值”的表述中，“约”同时修正第一数值和第二数值两个数值。至少在某些情况下，近似性语言可能与测量仪器的精度有关。本文中所给出的数值范围可以合并或相互交换，除非文中有其它语言限定，这些范围应包括范围内所含的子范围。本专利技术中所提及的数值包括从低到高一个单元一个单元增加的所有数值，此处假设任何较低值与较高值之间间隔至少两个单元。举例来说，如果说了一个组分的数量或一个工艺参数的值，比如，温度，压力，时间等等，是从1到90，20到80较佳，30到70最佳，是想表达15到85，22到68，43到51，30到32等数值都已经明白的列举在此说明书中。对于小于1的数值，0.0001,0.001,0.01或者0.1被认为是比较适当的一个单元。前述只是想要表达的特别示例，所有在列举的最低到最高值之间的数值组合均被视为以类似方式清楚地列在本说明书中。本专利技术中使用的“稀土元素”指的是元素周期表中17种化学元素的汇集，包括钪、钇、15种镧系元素或者这些元素的组合。15种镧系元素包括镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥。本专利技术中使用的“轻稀土元素”包括钪、钇、镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕或者这些元素的组合。本专利技术中使用的“重稀土元素”包含钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥或者这些元素的组合。本专利技术实施例涉及一种永磁电机，其所使用的是稀土元素(尤其是镝等重稀土元素)含量降低的永磁体。这种永磁电机具有高功率密度和效率、以及降低了的重量和成本。所述永磁电机的例子包括但不限于磁通切换永磁电机、轮辐型内置式永磁电机、V形内置式永磁电机、以及双层或多层内置式永磁电机。图1显示了一种磁通切换永磁电机100的立体图，如图1所示，永磁电机100包括定子101、转子103和复数个永磁体105。所述定子101包括定子芯107和安装于该定子芯的复数个定子绕组109。该定子101沿一轴向延伸，其内表面形成一个空腔111，且该定子的设置使其在交流电的激励下可产生定子磁场。所述转子103设置于所述空腔111内，并可绕所述轴向转动。该转子103包括转子芯113和从该转子芯113凸伸出来的复数个突出部115，用作转子磁极。所述复数个永磁体105设置在所述定子101上，沿转子周向被磁化从而在周向上形成交替极性。在图示的实施例中，所述定子芯107包括沿周向排列的复数个C形芯部，每一C形芯部形成有一个用来容纳一个所述定子绕组109的空腔。每一所述永磁体105夹在两个相邻的C形芯部之间的。图2显示了一种轮辐型内置式永磁电机200的立体图，如图2所示，永磁电机200包括定子201、转子203和复数个永磁体205。所述定子201包括定子芯207和安装于该定子芯的复数个定子绕组209。该定子201沿一轴向延伸，其内表面形成一个用以容纳所述转子203的空腔，且该定子的设置使其在交流电的激励下可产生定子磁场。所述转子203设置于所述空腔内，并可绕所述轴向转动。该转子203包括转子芯213和组装于该转子芯213的复数个转子磁极215。所述复数个永磁体205设置在所述转子203上，呈轮辐形式排列。如图2所示，每一所述永磁体205的磁化方向大致平行于转子203的周向。各所述永磁体205的磁化方向沿着所述周向交替变化。图3显示了一种V形内置式永磁电机300的立体图，如本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种永磁电机，其包括：定子，沿一轴向延伸，其内表面形成一个空腔，且该定子的设置使其在交流电的激励下可产生定子磁场；转子，设置于所述空腔内，设置成可绕所述轴向转动；以及复数个永磁体，这些永磁体可产生磁场，该磁场与所述定子磁场相互作用可产生力矩，其中，至少一个所述永磁体包括：轻稀土元素，包括钕和镨，其中，钕在永磁体的重量百分比大于镨在永磁体的重量百分比，但小于三倍的镨在永磁体的重量百分比；以及重量百分比低于5的重稀土元素。

【技术特征摘要】
1.一种永磁电机，其包括：
定子，沿一轴向延伸，其内表面形成一个空腔，且该定子的设置使其在
交流电的激励下可产生定子磁场；
转子，设置于所述空腔内，设置成可绕所述轴向转动；以及
复数个永磁体，这些永磁体可产生磁场，该磁场与所述定子磁场相互作
用可产生力矩，其中，至少一个所述永磁体包括：
轻稀土元素，包括钕和镨，其中，钕在永磁体的重量百分比大于镨
在永磁体的重量百分比，但小于三倍的镨在永磁体的重量百分比；
以及
重量百分比低于5的重稀土元素。
2.如权利要求1所述的永磁电机，其中，所述定子包括定子芯和设置于
该定子芯的复数个定子绕组。
3.如权利要求2所述的永磁电机，其中，所述复数个永磁体设置于所述
定子上，沿定子周向被磁化并在周向上形成交替极性，所述转子包括转子芯
和复数个用作转子磁极的突出部。
4.如权利要求2所述的永磁电机，其中，所述定子芯包括沿周向排列的
复数个C形芯...

【专利技术属性】
技术研发人员：塔萨拉斐迪·拉米诺索亚，张明龙，艾曼·M·埃尔乐菲，史蒂文·J·伽利略，帕特尔·B·瑞迪，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国;US