[发明专利]风力发电机或永磁电动机用钕铁硼永磁体温度补偿材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种风力发电机技术领域，具体涉及一种风力发电机或永磁电动机用钕铁硼永磁体温度补偿材料或者称为风力发电机或永磁电动机用温度补偿钕铁硼永磁体。

背景技术

风力发电机或永磁电动机中用的钕铁硼永磁体，由于使用环境苛刻，要求永磁体具有磁性稳定性好，高温环境下不降磁，以维持风力发电机持续发电能力。

现有技术的永磁体，由于在长时间的发电过程，温度会逐渐提高，甚至会提升到80-100℃这样的高温，目前应用的永磁体在这样的高温环境下，磁性大幅度下降，从而严重影响风力发电机运转的稳定性，降低发电功率。

此外，目前使用的风力发电机中用的钕铁硼永磁体，为了防止永磁体表面腐蚀或划伤，往往采用电化学电镀方法在钕铁硼永磁体外表面镀上一层单一金属保护层，但这种工艺往往存在如下一些不足：1.由于化学电镀过程污染大、以排放重金属废液，对环境造成巨大影响和破坏；2.化学电镀过程耗电量大、能耗高，大大提高了生产成本；3.由于是在钕铁硼永磁体外表面镀上一层金属保护层，该金属保护层的硬度和强度不是太理想，仍然会造成表面划伤的缺陷，一旦划伤，还需要重复电镀或去除电镀层再返工再加工，整个过程工艺复杂、处理难度大，大大提升了企业的成本。

发明内容

本发明针对现有技术的上述不足，提供一种能有效保证永磁体在高温环境下的磁稳定性、不降磁以维持风力发电机持续发电能力，且环境污染小、加工简单、降低成本的风力发电机或永磁电动机用钕铁硼永磁体温度补偿材料。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种风力发电机或永磁电动机用钕铁硼永磁体温度补偿材料，该材料包括：钕铁硼永磁体本体，钕铁硼永磁体本体上包覆有金属壳体；所述的金属壳体的制备材料包括：Fe60-75％，Ni25-40％。

作为优选，所述的金属壳体的制备材料还包括Cr1-3％，Mn1-3％，Si1-3％，Cr1-3％，Cu1-3％，Co1-3％，C1-3％中的任一种或者任意两种、多种的组合。

作为进一步优选，所述的金属壳体的制备材料包括：Cr2％，Mn2％，Si2％，Cr2％，Cu2％，Co2％，C2％中的一种；采用上述配方比例，可以进一步保证制备的温度补偿材料的磁性更加稳定，在高温条件先不降磁。

上述组成金属壳体的材料的元素重量百分比之和为100％。

作为优选，所述的包覆为钕铁硼永磁体本体的外表面与金属壳体的内表面相互贴合。采用该结构保证钕铁硼永磁体本体与金属壳体之间无间隙，更利于温度补偿，且制备过程由于无间隙、无空气不易造成金属壳体的爆裂。

本发明的风力发电机或永磁电动机用钕铁硼永磁体温度补偿材料的具体制备过程包括：

(1)按照配方比例将金属壳体原料配料混合，然后在真空感应熔炼炉中熔融熔炼，冷却后得到铸锭，对铸锭加热至850-1000℃锻造、反复镦粗、拔长，制备成厚度10-15mm的板坯，然后在850-900℃采用温轧工艺获得厚度0.3-0.5mm的金属壳体，再根据待包覆永磁体的尺寸裁剪好金属板材，然后根据永磁体外轮廓形状冲压拉伸成与永磁体外轮廓贴合的金属壳体；

(2)将步骤(1)的金属壳体扣合在永磁体外轮廓上，然后放入真空度≤1KPa的真空环境下夹住工件，再使用冷焊机对金属壳体结合缝隙进行冷焊；

(3)焊接后在常温下进行加压，压力≥280KPa，检测组合磁体密封度，焊接合格后用平面磨磨去金属壳体焊接痕迹并达到所需要求的尺寸；最后进行抛光，清洗，装盒。

本发明步骤(2)的冷焊条件为：焊丝直径0.1—0.2mm，氩气流量1-2L/min，焊接脉冲频率1—5每秒(即每秒内1—5个脉冲数)；每次焊接的焊缝长度为10-20mm，待工件冷却至40-65℃后再继续冷焊；采用上述工艺，可以保证工件表面温度不会急剧上升，并散热快速，防止应力大。

本发明的优点和有益效果：

1.本发明首次提出在永磁体的外表面包覆一层金属壳体来实现温度补偿，经过检测发现采用这种工艺制备出的永磁体在风力发电机中使用，即使温度达到80-100℃这样的高温，永磁体仍然保持良好的磁性，组合磁体检测结果：Br＝11.64kGs(20℃)。Br＝11.36kGs(100℃)，α(负温度系数)＝-0.03％；比传统的-0.11％的负温度系数大大降低，保持了风力发电机的稳定性。