[發(fā)明專利]用于磁體保持的裝置和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201480013060.5
• 申請日: 2014-03-10
• 公開（公告）號: CN105164767B
• 公開（公告）日: 2019-01-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: D·J·鮑威爾;J·G·伯查爾
• 申請（專利權(quán)）人: 馬格諾麥克斯有限公司
• 主分類號: H01F7/02
• 分類號: H01F7/02;H02K1/27
• 代理公司: 北京潤平知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11283
• 代理人: 李翔;李雪

用于保持永磁部件的裝置和方法，特別是在電機的轉(zhuǎn)子上保持永磁部件的裝置和方法。磁體載體(10)，包括通道(30)，該通道(30)適于容納包圍的磁體保持件。以及制造磁體組件(100)的方法，包括：提供包括通道(30)的磁體載體(10)；在所述磁體載體(30)上安裝磁體(60)；以及用磁體保持件(20)包圍所述磁體(60)和磁體載體(10)，其中所述磁體保持件(20)穿過所述通道(30)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于磁體保持的裝置和方法，特別是用于與例如用于發(fā)電機的永磁轉(zhuǎn)子一起使用的磁體保持。

背景技術(shù)

在發(fā)電機中，永磁轉(zhuǎn)子具有多種應(yīng)用，包括在圖1顯示的永磁電機中使用。永磁轉(zhuǎn)子，特別是那些表面安裝有磁體的轉(zhuǎn)子，通常需要額外的機械裝置用于將磁體保持在轉(zhuǎn)子輪轂上。特別地，在高速時，磁體受到高的離心力且不可能單獨依靠粘合劑使磁體粘接在轉(zhuǎn)子輪轂表面。

依靠粘合劑粘接在磁體和轉(zhuǎn)子的背鐵之間的接觸表面上也需要磁體材料在整個結(jié)構(gòu)張緊時具有足夠的強度以防止在離心負載下失效。通常在高性能電機中使用的燒結(jié)的磁體(例如，釹鐵硼(NdFeB))的物理性能在生產(chǎn)中每一批都可能不同。不借助X光檢測技術(shù)，將沒有方法識別材料中的空隙和潛在的裂紋擴展點，因此引述的典型的材料性能不能被依靠。因此通常需要合適的控制以作用為保持本應(yīng)以任何方式斷裂的磁體，且防止它們張緊(如此減少斷裂的可能性)。控制還必須防止磁體顯著的位移，這會導(dǎo)致轉(zhuǎn)子失衡。

磁體塊的保持通過需要分割的磁體也會變得復(fù)雜。典型的磁體材料(例如，燒結(jié)的釹鐵硼(NdFeB))還是導(dǎo)電的。由于電樞反應(yīng)以及在它旋轉(zhuǎn)通過機器定子的齒形結(jié)構(gòu)時磁體工作點的改變，磁體材料中產(chǎn)生了渦電流，導(dǎo)致降低效率的損失且導(dǎo)致磁體材料自動變熱而導(dǎo)致通量密度減小，且由于磁體材料的溫度敏感性因此機器性能降低。因此磁體通常被層疊或分割(通常磁體分割部中具有絕緣粘合面)以阻止渦電流的流動。這樣也可能降低磁體塊的機械強度。

通常，如圖2所示，較小的轉(zhuǎn)子可能具有置于磁體上的合成套筒，合成套筒通常由碳纖維或纏繞在環(huán)氧基中的玻璃纖維制成。這可以直接濕繞(wet-wound)在磁體轉(zhuǎn)子上然后處理。可替換地，可以在心軸上預(yù)先形成管道然后裝在轉(zhuǎn)子上。通常期望在纖維的環(huán)方向?qū)崿F(xiàn)預(yù)壓，該預(yù)壓將本應(yīng)分離的磁體的任何運動降低到最小。在濕繞轉(zhuǎn)子的情況中，這可以通過在張緊下纏繞纖維來實現(xiàn)。對于預(yù)先形成的管道，可以通過使用熱過盈配合(例如，轉(zhuǎn)子在落入處于室溫的套筒中之前被冷卻)來實現(xiàn)預(yù)壓。外包裝套筒的外表面然后可以被放置在地面以獲得兼容電機所需的較小氣隙/空隙的高耐性部分。

盡管大直徑的機器(例如在船舶推進裝置或風(fēng)輪機中使用)通常以低速至中速運行，大直徑和速度的結(jié)合和/或使用相對大的磁體塊可以導(dǎo)致磁體上的較高離心力。然而，將整個轉(zhuǎn)子外包裝有套筒的方法在大直徑轉(zhuǎn)子上是有問題的。克服在負載下碳纖維中的拉緊力和保持磁體中極小的位移(排除其作為所需的外包裝厚度)的預(yù)張緊需求將由于磁氣隙增加而導(dǎo)致較差的電磁性能。

本發(fā)明提供了用于安裝磁體的方法和裝置，該安裝磁體的方法和裝置在制造的容易性和機械強度方面具有潛在的優(yōu)勢，同時減小了保持系統(tǒng)的厚度以確保磁氣隙減小。尤其是對于大直徑機器和高速應(yīng)用和/或在具有較大磁極的應(yīng)用中具有重大意義，在高速應(yīng)用時離心力明顯。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本發(fā)明，提供了一種磁體載體，該磁體載體包括通道，該通道適于容納包圍的磁體保持件。

所述磁體載體優(yōu)選由鐵磁材料制成，最優(yōu)選地，所述磁體載體由鋼制成。所述通道的底面可以為倒斜角的和/或倒圓角的且所述通道可以具有倒斜角的和/或倒圓角的輪廓。所述磁體載體可以包括多個適于容納包圍的磁體保持件的通道。所述磁體載體還可以包括安裝件，該安裝件適于將所述磁體載體安裝至轉(zhuǎn)子磁軛。所述安裝件可以包括至少一個螺孔。

還提供一種磁體組件，包括：磁體載體，該磁體載體包括通道，該通道適于容納包圍的磁體保持件；永磁體；以及磁體保持件，該磁體保持件包圍所述載體和所述永磁體，其中，所述磁體保持件穿過所述通道。