用于永磁电机的永磁体制造技术

本发明专利技术涉及一种用于永磁电机(10)的永磁体(100)，其包括：‑限定所述永磁体(100)的内部容积(110)的外表面(120)，‑连接所述外表面(120)的至少两个部分(121,122,123,124)的至少一个内表面(201,202,203,204,205)，‑相邻于所述至少一个内表面(201,202,203,204,205)的所述内部容积(110)的至少一个第一部分(120,130,140,150,160)以及远离所述至少一个内表面(201,202,203,204,205)的所述内部容积(110)的至少第二部分(170)。所述至少一个第一部分(120,130,140,150,160)具有比所述至少第二部分(170)更高含量的重稀土元素。

Permanent Magnet for Permanent Magnet Motor

The present invention relates to a permanent magnet (100) for a permanent magnet motor (10), which comprises: (120) the outer surface of the inner volume (110) of the permanent magnet (100), at least one inner surface (201, 202, 203, 204, 205) connecting at least two parts (121, 122, 123, 124) of the outer surface (120), and adjacent to the inner volume (110) of at least one inner surface (201, 202, 203, 204, 205). At least one part (120, 130, 140, 150, 160) and at least one part (170) of the internal volume (110) far from the at least one inner surface (201, 202, 203, 204, 205). The at least one first part (120, 130, 140, 150, 160) has a higher content of heavy rare earth elements than at least the second part (170).

【技术实现步骤摘要】
用于永磁电机的永磁体
本专利技术涉及优化永磁电机中的永磁体中重稀土(HRE)元素的量和分布的领域。特定来说，本专利技术涉及一种用于永磁电机的永磁体以及一种制造用于永磁电机的永磁体的方法。此永磁体和制造永磁体的方法可以特别地用于风力涡轮机的永磁发电机中。
技术介绍
在永磁电机的
中，已知设置沿轴向或周向方向分段的磁体。根据分段过程，磁体通常从较大烧结块被切割成较小部分，该较小部分然后被涂覆并胶合在一起。由其得到磁体的烧结块通常包括重稀土(HRE)元素以提供抗退磁性。重稀土(HRE)元素是钇(Y)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)和镥(Lu)。磁体中HRE元素的含量通常高而没有针对不均匀场分布进行优化，然而在永磁电机中使用的磁体通常经受不均匀磁场分布。
技术实现思路
本专利技术的目的可以是提供一种用于永磁电机的永磁体，其具有降低含量的重稀土(HRE)元素并且同时具有重稀土(HRE)元素含量的经优化分布。其他目标可以是降低永磁体的制造成本并减少涡流损耗。这些目的可以通过根据独立权利要求的用于永磁电机的永磁体、永磁电机和制造永磁体的方法解决。根据本专利技术的第一方面，描述一种用于永磁电机的永磁体。所述永磁体包括：-限定永磁体的内部容积的外表面，-连接外表面的至少两个部分的至少一个内表面，-相邻于该至少一个内表面的内部容积的至少一个第一部分以及远离该至少一个内表面的内部容积的至少第二部分，其中该至少一个第一部分具有比该至少第二部分更高含量的重稀土元素。根据本专利技术的第二方面，提供一种包括上述永磁体的永磁电机。上述永磁电机可以方便地集成在风力涡轮机中。根据本专利技术的第三方面，提供一种制造上述永磁体的方法。本专利技术通过以下方式实现上述目的：-减少永磁体中的HRE元素含量，这导致较低磁体和总体成本，-优化HRE元素沿着永磁体的预定内表面的分布，从而优化永磁体的磁性质以适应磁场要求。其他优点是：-较低HRE元素含量可能与高磁通量、并且因此较高发电机性能和效率相关联，-磁体的分段有助于减少涡流损耗。根据本专利技术的示例性实施例，永磁体包括接合在一起的至少两个段，其中该至少一个内表面设置在该至少两个段之间的界面处。该至少两个段可以例如通过胶合接合在一起。永磁体的该至少两个段可以由烧结材料形成。根据本专利技术的可能实施例，初步形成烧结材料块，由所述烧结材料块随后通过切割形成永磁体段。根据本专利技术的实施例，可以通过应用重稀土元素扩散过程来形成具有较高含量的重稀土元素的该至少一个第一部分。特定来说，重稀土元素扩散过程可以在永磁体段的两个相对表面上实施。根据本专利技术的实施例，在已经应用重稀土元素扩散过程之后，所述段例如通过胶合接合在一起，使得具有较高含量的重稀土元素的该至少一个第一部分设置在至少两个段之间的界面处。有利地，通过选择所述段的形状和相互取向，可以有效地控制具有较高含量的重稀土元素的那部分在永磁体内部的定位。而且，可以选择段的数量，以实现具有较高含量的重稀土元素的那部分的所期望分布。根据本专利技术的可能实施例，该至少一个内表面设置在永磁体上，以便正交于永磁电机的旋转轴线。根据本专利技术的另一可能实施例，该至少一个内表面设置在永磁体上，以便相对于永磁电机的旋转轴线在径向上取向。根据本专利技术的又一可能实施例，该至少一个内表面设置在永磁体上，以便相对于永磁电机的旋转轴线在周向上取向。根据本专利技术的示例性实施例，永磁体被部分分段，即，永磁体包括至少一个缝，其中该至少一个内表面沿着该缝设置。根据此类实施例，可以在不需要形成并且然后接合永磁体段的情况下实现本专利技术的优点。为形成后一实施例的永磁体，初步形成烧结材料的固体永磁体。随后，在永磁体上切割至少一狭缝，该狭缝在永磁体的内部容积内从永磁体的外表面延伸到狭缝边界。此外，随后，将重稀土元素扩散过程应用于包括（多个）狭缝的永磁体，以相邻于该至少一个狭缝的内表面形成具有较高含量的重稀土元素的至少一个第一部分。根据本专利技术的可能实施例，狭缝在永磁体的内部容积内从永磁体的外表面延伸到狭缝边界。狭缝边界可以相对于永磁体的外表面倾斜。狭缝可以具有1至2mm的宽度。如果例如用线切割器完成狭缝，则宽度还可以小于1mm，即，0.2mm。类似于其中永磁体被完全分段的实施例，狭缝可以相对于永磁电机的旋转轴线在轴向上、在径向上或在周向上取向。替代性地，狭缝可以具有任何其他取向。必须注意，已经参考不同主题描述了本专利技术的实施例。特定来说，已经参考装置类权利要求描述了一些实施例，而已经参考方法类权利要求描述了其他实施例。然而，本领域技术人员将从以上和以下描述得知，除非另有通知，否则除属于一种类型的主题的特征的任何组合以外，与不同主题有关的特征之间（特别是装置类权利要求的特征与方法类权利要求的特征之间）的任何组合也将被视为与本申请一起公开。附图说明本专利技术的上文限定的方面和其他方面根据将从在下文中描述的实施例的实例显而易见，并且参考实施例的实例对其进行解释。在下文中将参考实施例的实例更详细地描述本专利技术，但是本专利技术并不限于这些实施例的实例。图1示出包括根据本专利技术的永磁电机的风力涡轮机的示意性截面。图2示出图1的永磁电机的局部横截面，其中示出根据本专利技术的多个永磁体。图3示出根据本专利技术的永磁体的第一实施例的周向视图。图4示出图3的永磁体沿着图3中的剖面线IV-IV截取的横截面视图。图5示出根据本专利技术的永磁体的第二实施例的周向视图。图6示出根据本专利技术的永磁体的第三实施例的周向视图。图7示出根据本专利技术的永磁体的第四实施例的周向视图。图8示出根据本专利技术的永磁体的第五实施例的顶部视图。图9示出图8的永磁体沿着图8中的剖面线IX-IX截取的周向截面。具体实施方式附图中的说明是示意性的。应注意，在不同图中，类似或相同元件带有相同参考符号。图1示出根据本专利技术的风力涡轮机1。风力涡轮机1包括塔架2，该塔架2安装在未绘示的基部上。机舱3布置在塔架2的顶部上。风力涡轮机1还包括具有三个叶片4的风轮5（在图1的透视图中仅两个叶片4可见）。风轮5可围绕旋转轴线Y旋转。当没有不同指定时，下文中的术语轴向、径向和周向参考旋转轴线Y进行。叶片4相对于旋转轴线Y在径向上延伸。风力涡轮机1包括永磁发电机10。根据本专利技术的其他可能实施例（附图中未表示），本专利技术可以应用于任何其他类型的永磁电机。风轮5直接地（例如直接驱动（图1中未示出））或借助于可旋转主轴9与永磁发电机10可旋转地联接。设置示意性地绘示的轴承组件8以便将风轮5保持在适当位置。可旋转主轴9沿着旋转轴线Y延伸。永磁发电机10包括定子11和转子12。转子12可相对于定子11围绕旋转轴线Y旋转。图2示出永磁发电机10的定子11和转子12的局部横截面视图。定子11包括定子本体13，其具有多个径向定子齿15和多个中间槽16，每一槽16在两个相应齿15之间在周向上延伸。转子12相对于定子11在径向上位于外部，并且可围绕旋转轴线Y旋转。根据本专利技术的多个永磁体100附接到转子12的面向定子11的一侧。图3示出永磁体100的第一实施例的周向视图。图4示出永磁体100的第一实施例的轴向横截面视图。永磁体100包括限定永磁体100的内部容积110的外表面120。外表面120包括多个部分或面，包括底面1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于永磁电机(10)的永磁体(100)，其包括：‑ 限定所述永磁体(100)的内部容积(110)的外表面(120)，‑ 连接所述外表面(120)的至少两个部分(121, 122, 123, 124, 125, 126)的至少一个内表面(201, 202, 203, 204, 205)，‑ 相邻于所述至少一个内表面(201, 202, 203, 204, 205)的所述内部容积(110)的至少一个第一部分(120, 130, 140, 150, 160)以及远离所述至少一个内表面(201, 202, 203, 204, 205)的所述内部容积(110)的至少第二部分(170)，其中所述至少一个第一部分(120, 130, 140, 150, 160)具有比所述至少第二部分(170)更高含量的重稀土元素。

【技术特征摘要】
2017.12.05 EP 17205494.21.一种用于永磁电机(10)的永磁体(100)，其包括：-限定所述永磁体(100)的内部容积(110)的外表面(120)，-连接所述外表面(120)的至少两个部分(121,122,123,124,125,126)的至少一个内表面(201,202,203,204,205)，-相邻于所述至少一个内表面(201,202,203,204,205)的所述内部容积(110)的至少一个第一部分(120,130,140,150,160)以及远离所述至少一个内表面(201,202,203,204,205)的所述内部容积(110)的至少第二部分(170)，其中所述至少一个第一部分(120,130,140,150,160)具有比所述至少第二部分(170)更高含量的重稀土元素。2.根据权利要求1所述的永磁体(100)，其包括接合在一起的至少两个段(200,300,400,500)，其中所述至少一个内表面(201,202,203,204)被设置在所述至少两个段(200,300,400,500)之间的界面处。3.根据权利要求1或2所述的永磁体(100)，其中，所述至少一个内表面(201,202,203,204,205)被设置在所述永磁体上以便正交于所述永磁电机(10)的旋转轴线(Y)。4.根据权利要求1或2所述的永磁体(100)，其中，所述至少一个内表面(201,202,203,204,205)被设置在所述永磁体上，以便相对于所述永磁电机(10)的旋转轴线(Y)在径向上取向。5.根据权利要求1或2所述的永磁体(100)，其中，所述至少一个内表面(201,202,203,204,205)被设置在所述永磁体上，以便相对于所述永磁电机(10)的旋转轴线(Y)在周向上取向。6.根据权利要求1所述的永磁体(100)，其包括至少一个狭缝(600)，其中所述至少一个内表面(205)被设置成沿着所述狭缝(600)。7.根据权利要求6所述的永磁体(100)，其中，所述狭缝(600)在所述永磁体(100)的所述内部容积(110)内从所述永磁体(100)的所述外表面(120)延伸到狭缝边界(610)。8.根据权利要求7所述的永磁体(100)，其中，所述狭缝边界(610)在所述永磁体(100)的所述内部容积(110)内相对于所述永磁体(100)的所述外表面(120)倾斜。9.根据权利要求6至8中的任一项所述的永磁体(100)，其包括从所述外表面(120)的至少一个部分(121,122,123,124,125,126)延伸的多个狭缝(600)。10.根据权利要求9所述的永磁体(10...

【专利技术属性】
技术研发人员：Z阿扎尔，HJ索加尔德，AC乌尔达，
申请(专利权)人：西门子歌美飒可再生能源公司，
类型：发明
国别省市：丹麦,DK