[發明專利]分層磁體

在審

• 申請號: 201810678009.6
• 申請日: 2012-03-09
• 公開（公告）號: CN108847724A
• 公開（公告）日: 2018-11-20
• 發明（設計）人: E.格勒恩達爾;H.施蒂斯達爾;A.C.烏爾達
• 申請（專利權）人: 西門子公司
• 主分類號: H02K1/02
• 分類號: H02K1/02;H02K1/27;B22F7/00;B22F7/02;B32B15/01;C22C33/02;C22C38/00;H01F7/02;H01F41/02;H02K7/18
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 盧江;劉春元

本發明涉及分層磁體。本發明描述了一種用于電機（2）的磁體布置的分層磁體（1，1'），該分層磁體（1，1'）包括多個主要磁體層（10，10'）和多個輔助磁體層（11，12，13，11'，12'，13'，14），其中每一個磁體層（10，10'，11，12，13，11'，12'，13'，14）均包括具有鑭系元素的層濃度的鐵磁體，并且其中鑭系元素的層濃度在主要磁體層（10，10'）中最高。本發明還描述了一種制造這種分層磁體（1，1'）的方法；一種用于電機（2）的磁體布置；和一種包括這種磁體布置的電機（2）。

本申請是申請日為2012年3月9日、申請號為 201210060917.1、發明名稱為“分層磁體”的專利申請的分案申請。

技術領域

本發明描述了一種分層磁體以及一種制造分層磁體的方法。

背景技術

在電機諸如發電機或者電動機（motor）中，與多個線圈或者繞組相對地布置了多個磁體。通常，特別地在大型電機中，磁體被布置于旋轉部件即轉子上，并且繞組被布置于靜止部件即定子上。為了在以下描述中簡潔起見，可以采取這種布置，但是將會指出，磁體能夠同樣被附接到定子并且繞組能夠被布置于轉子上。

在發電機的情形中，磁體可以是由硬質（hard）鐵磁性材料制成的永久磁體，使用適當地強的磁場來磁化該硬質鐵磁性材料，并且在它的壽命期間保持它的磁矩。在發電機中，永久磁體的強磁場在定子繞組中感應出電流。然而，永久磁體的磁場不是均勻的，并且去磁場起作用以便減小磁體的總磁矩。能夠通過添加少量的稀土（鑭系元素）金屬諸如釹（Nd）或者鏑（Dy）來改進永久磁體的矯頑磁性，或者它的抵制去磁的能力。因此，使用這種稀土永久磁體的布置能夠提高發電機的效率。

在已知類型的稀土永久磁體中，一種或者多種適當的鑭系元素金屬諸如釹、鏑、釤（Sm）等在制造過程期間與磁體的材料組合以便增加在磁體材料的顆粒之間的磁隔離并且增加磁體的矯頑磁性。磁體的矯頑磁性直接地與所選擇的鑭系元素的濃度（concentration）相關。在通常地在大的永久磁體的制造中使用的粉末燒結方法中，磁體材料諸如鐵（Fe）以粉末形式與任何鑭系元素和其它材料（諸如在NdFeB磁體的情形中的硼（B））組合、被擠壓到模具中，并且被燒結。在這個方案中，鑭系元素在磁體的本體（body）中基本上均勻地分布，從而給出均質的矯頑磁性。

然而，鑭系元素諸如鏑是非常昂貴的，并且顯著地增加了電機的總體成本。機器越大，相應地大的磁體要求越多的材料。例如，風力渦輪機的多極直接驅動發電機能夠具有在7m–10m的范圍中的直徑和大約2m的長度，并且能夠要求幾百個永久磁體，其中的每一個永久磁體均能夠具有幾厘米的寬度和高度，并且能夠具有達2m的長度以沿著轉子的長度延伸。

發明內容

因此，本發明的一個目的在于提供一種更加經濟的稀土永久磁體。

利用根據權利要求1的分層磁體；利用制造分層磁體的根據權利要求9的方法；利用根據權利要求12的磁體布置；以及利用根據權利要求13的電機實現了這個目的。

根據本發明，用于電機的磁體布置的分層磁體包括至少一個主要磁體層和多個輔助磁體層，其中每一個磁體層均包括具有鑭系元素的層濃度的鐵磁體（ferromagnet），并且其中鑭系元素的層濃度在主要磁體層中最高。