本发明专利技术名称为“用于磁化稀土永磁体的系统和方法”。本公开一般涉及使用超导磁化器对永磁体(14)的磁化。例如，在一个实施例中，提供了超导磁化器组件(18)。该组件包括线圈套件，该线圈套件具有内部线圈(44)以及外部线圈(42)，内部线圈包括第一超导磁体材料，该线圈配置成响应供给至该线圈的电流生成第一磁场，外部线圈(42)包括第二超导磁体材料，外部线圈(42)围绕内部线圈(44)布置并配置成响应供给至外部线圈(42)的电流生成第二磁场。线圈套件还包括容器，其配置成容置内部线圈和外部线圈(42，44)。
【技术实现步骤摘要】
本文公开的主题涉及永磁体的磁化，并且更具体地，涉及使用一种或多种超导材料对布置在圆柱状结构中的磁体的磁化。
技术介绍
许多发电机包括一个或多个电动机。这种电动机通常包括具有永磁体的转子，其中永磁体布置在转子的主体中。在旋转期间，具有永磁体的转子产生与定子相互作用的旋转磁场。该电磁相互作用导致将电磁能转换为驱动机器的机械运动。通常有两种方法用于具有永磁体的转子组件。在一种方法中，在永磁体被布置在转子的主体中之前，对成形材料进行磁化以生成永磁体。该方法可能存在一些缺点。例如， 完全磁化的永磁体件可能会经受与任意周围物体(诸如其它相邻或靠近的磁体)的电磁相互作用，这种相互作用反过来会增加它们的操作程序以及插入转子的复杂度。在第二种方法中，成形材料首先被布置在转子中，并且使用磁化器对永磁体进行磁化。这种方法通常被称作就地磁化过程。第二种方法也可能存在一些缺点。仅举几个例子，能够生成用于磁化过程的足够磁场通量的传统电阻性磁化器的能量成本和制造成本可能是非常高的。例如，一些就地磁化器能够产生的小磁场仅足以磁化由具有低本征矫顽性的某些材料或品种(grades)(例如，阿尔尼科合金和铁氧体)、即易于退磁的材料制成的小的永磁体。然而，永磁体发电机的许多新兴应用，诸如风轮机应用、或者牵引(例如，磁轴承和磁制动)应用，将会受益于高矫顽性稀土永磁体材料的使用，这些高矫顽性稀土永磁体材料可能通常需要强的磁场。而且，随着永磁体尺寸的增加，由于典型的磁化器产生的不充足的场穿透性，使得永磁体的磁化变得越发困难。因此，应当意识到的是，由于除了经济考虑之外的物理限制，通过传统的难控制系统通常很难对这种材料进行就地磁化。因此，现在已认识到需要一种能够以高效的方式对稀土、高矫顽性材料进行磁化的磁化器。
技术实现思路
本专利技术的实施例一般涉及这种磁化。在一个实施例中，提供了一种超导磁化器组件。该组件包括线圈套件(pack)，其具有包括第一超导磁体材料的内部线圈，该线圈配置成响应供给至该线圈的电流而生成第一磁场；以及包括第二超导磁体材料的外部线圈，外部线圈围绕内部线圈布置并配置成响应供给至外部线圈的电流而生成第二磁场。该线圈套件还包括容器，其配置成容置内部线圈和外部线圈。在另一实施例中，提供一种配置成与磁化器组件一起使用的低温容器。该容器包括腔，以及弯曲外表面，其中腔配置成容置绕成跑道形状的超导磁体线圈并将该线圈维持在设定温度，弯曲外表面包围该腔并配置成在径向上与具有易于磁化的一种或多种材料的环形构件的表面接口。在又一实施例中，提供一种配置成与磁化器组件一起使用的线圈套件。该线圈套件包括具有第一超导磁体材料的内部线圈，该线圈配置成响应供给至该线圈的电流而生成第一磁场。该组件还包括具有第二超导磁体材料的外部线圈，该外部线圈围绕第一线圈而布置并配置成响应供给至第二线圈的电流而生成第二磁场。此外，该套件包括一低温容器， 其配置成容置内部线圈和外部线圈，并将内部线圈和外部线圈维持在设定的温度。附图说明当參照附图对以下的详细描述进行阅读时，将会更好地理解本专利技术的这些及其它的特征、方面和优点。在所有附图中，相同的标记表示相同的配件，在附图中图I是组件的实施例，其具有超导磁化器组件和布置在该磁化器组件中的转子， 磁化器组件包括多个超导线圈，所述多个超导线圈配置成磁化转子中的永磁体块；图2是用于图I的超导线圈的线圈配置的实施例，该线圈配置包括配置成减小线圈的峰值场的绝缘端部间隔物；图3是配置成容置超导线圈的弯曲低温保持器的实施例的透视图，且该弯曲低温保持器允许线圈与环形转子接ロ，以促进转子内的永磁体的磁化；图4是图3中的低温保持器的示意图示；图5是包括超导磁化器组件和布置在该组件中的转子的组件的端部图示，该超导磁化器组件使用图3和图4的弯曲的低温保持器；图6是配置成容置超导线圈的凹状低温保持器的一实施例的透视图，且该凹状低温保持器允许线圈与环形转子接ロ，以促进转子内的永磁体的磁化。图7是图6的低温保持器的示意图；图8是包括超导磁化器组件和布置在该组件内的转子的组件的实施例的端部图示，该超导磁化器组件使用图6和图7的凹状低温保持器；图9是包括超导磁化器组件和布置在该组件内的转子的组件的实施例的端部图示，该超导磁化器组件使用外磁轭，其配置成增强永磁体材料中的场对齐，且该超导磁化器组件被设置成允许在一次操作中有3个磁极磁化。图10是包括超导磁化器组件和布置在该组件内的转子的组件的实施例的端部图示，该超导磁化器组件使用薄型的外磁轭、加宽的线圈套件，以及与线圈套件接ロ的磁轭块；图11是包括超导磁化器组件和布置在该组件内的转子的组件的实施例的端部图示，该超导磁化器组件不具有外磁轭，但具有加宽的线圈套件以及与线圈套件接ロ的磁轭块；图12是包括超导磁化器组件和布置在该组件内的转子的组件的实施例的端部图示，该超导磁化器组件不具有外磁轭，但具有加宽的线圈套件和用干与线圈套件接ロ的内磁轭；图13是包括超导磁化器组件和布置在该组件内的转子的组件的实施例的端部图示，该超导磁化器组件具有多个超导磁体，足以在一次操作中磁化转子的所有磁极；图14是包括超导磁化器组件和布置在该组件内的转子的组件的实施例的端部图示，该超导磁化器组件具有与内磁轭接ロ的多个超导磁体，所述超导磁体足以在一次操作中磁化转子的所有磁极，而未使用外旁磁轭(return yoke)；图15是包括超导磁化器组件和布置在该组件内的转子的组件的实施例的端部图示，该超导磁化器组件具有与内磁轭接口且被外磁轭包围的多个超导磁体，所述超导磁体足以在一次操作中磁化转子的所有磁极；图16是包括超导磁化器组件和布置在该组件内的转子的组件的实施例的端部图示，该超导磁化器组件具有交错线圈套件形式的至少两种不同超导材料的组合，能够在单次操作中磁化3个磁极；图17是包括超导磁化器组件和布置在该组件内的转子的组件的实施例的端部图示，该超导磁化器组件具有至少两种不同超导材料的组合，其中一种超导材料配置成作为主磁化电路以个别地对转子中的每个磁极进行磁化；图18是包括超导磁化器组件和布置在该组件内的转子的组件的实施例的端部图示，该超导磁化器组件具有形成主磁化电路的混合线圈套件，且包括布置在线圈套件内部高场部分上的一种超导材料以及布置在线圈套件外部的低场部分上的另一种超导材料。具体实施例方式本公开一般涉及用于对布置在主体材料中的材料进行磁化，诸如对布置在电动机转子中的刚形成时的(as-formed)永磁体进行磁化的改善的系统和方法。根据公开的实施例，可以使用一种或多种超导材料执行刚形成时的永磁体的就地磁化。此外，超导材料可以布置在专门配置的套件中，以促进位于例如上述圆柱状转子内的非立方形基体(matrix) 中的刚形成时的永磁体的磁化。此外，还公开了具有用于控制超导材料生成的磁场的特征的磁化器组件的实施例。因此，为了便于讨论针对这种改进实施例的本方法，图I示出了包括转子12的组件10，转子12具有布置在转子12的主体16 (例如，叠片)中的刚形成时的永磁体14(例如，诸如钕磁体的稀土磁体)。在一个实施例中，永磁体14可以为NdFeB磁体。转子12布置在超导磁化器组件18的内侧，超导磁化器组件18具有配置成接收转子12 的环形开口 20。在某些实施例中，本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：J·H·罗赫福德，K·S·黑兰，E·W·施陶特纳，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：
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