[发明专利]分层磁体

说明书

本发明涉及分层磁体。本发明描述了一种用于电机（2）的磁体布置的分层磁体（1，1'），该分层磁体（1，1'）包括多个主要磁体层（10，10'）和多个辅助磁体层（11，12，13，11'，12'，13'，14），其中每一个磁体层（10，10'，11，12，13，11'，12'，13'，14）均包括具有镧系元素的层浓度的铁磁体，并且其中镧系元素的层浓度在主要磁体层（10，10'）中最高。本发明还描述了一种制造这种分层磁体（1，1'）的方法；一种用于电机（2）的磁体布置；和一种包括这种磁体布置的电机（2）。

本申请是申请日为2012年3月9日、申请号为 201210060917.1、发明名称为“分层磁体”的专利申请的分案申请。

技术领域

本发明描述了一种分层磁体以及一种制造分层磁体的方法。

背景技术

在电机诸如发电机或者电动机（motor）中，与多个线圈或者绕组相对地布置了多个磁体。通常，特别地在大型电机中，磁体被布置于旋转部件即转子上，并且绕组被布置于静止部件即定子上。为了在以下描述中简洁起见，可以采取这种布置，但是将会指出，磁体能够同样被附接到定子并且绕组能够被布置于转子上。

在发电机的情形中，磁体可以是由硬质（hard）铁磁性材料制成的永久磁体，使用适当地强的磁场来磁化该硬质铁磁性材料，并且在它的寿命期间保持它的磁矩。在发电机中，永久磁体的强磁场在定子绕组中感应出电流。然而，永久磁体的磁场不是均匀的，并且去磁场起作用以便减小磁体的总磁矩。能够通过添加少量的稀土（镧系元素）金属诸如钕（Nd）或者镝（Dy）来改进永久磁体的矫顽磁性，或者它的抵制去磁的能力。因此，使用这种稀土永久磁体的布置能够提高发电机的效率。

在已知类型的稀土永久磁体中，一种或者多种适当的镧系元素金属诸如钕、镝、钐（Sm）等在制造过程期间与磁体的材料组合以便增加在磁体材料的颗粒之间的磁隔离并且增加磁体的矫顽磁性。磁体的矫顽磁性直接地与所选择的镧系元素的浓度（concentration）相关。在通常地在大的永久磁体的制造中使用的粉末烧结方法中，磁体材料诸如铁（Fe）以粉末形式与任何镧系元素和其它材料（诸如在NdFeB磁体的情形中的硼（B））组合、被挤压到模具中，并且被烧结。在这个方案中，镧系元素在磁体的本体（body）中基本上均匀地分布，从而给出均质的矫顽磁性。

然而，镧系元素诸如镝是非常昂贵的，并且显著地增加了电机的总体成本。机器越大，相应地大的磁体要求越多的材料。例如，风力涡轮机的多极直接驱动发电机能够具有在7m–10m的范围中的直径和大约2m的长度，并且能够要求几百个永久磁体，其中的每一个永久磁体均能够具有几厘米的宽度和高度，并且能够具有达2m的长度以沿着转子的长度延伸。

发明内容

因此，本发明的一个目的在于提供一种更加经济的稀土永久磁体。

利用根据权利要求1的分层磁体；利用制造分层磁体的根据权利要求9的方法；利用根据权利要求12的磁体布置；以及利用根据权利要求13的电机实现了这个目的。

根据本发明，用于电机的磁体布置的分层磁体包括至少一个主要磁体层和多个辅助磁体层，其中每一个磁体层均包括具有镧系元素的层浓度的铁磁体（ferromagnet），并且其中镧系元素的层浓度在主要磁体层中最高。