[发明专利]R-T-B系磁铁、电动机和发电机

说明书

本发明的课题在于：提供一种R－T－B系磁铁，矫顽力和磁化磁场低，即使磁化磁场低，也具有高的剩余磁通密度，且小曲线平坦性高。解决方案在于：R－T－B系磁铁含有1种以上的稀土元素(R)、铁或铁和Co为必须成分的过渡金属元素(T)、B、为Ga或Ga和Al的元素M、C，在将R、T、B、M、C的原子数比率分别设为a、b、c、d、e时，为14％≤a≤20％、70％≤b≤82％、4％≤c≤7％、0.009≤d/b≤0.035、0.025≤e/b≤0.055，包括具有R₂T₁₄B型四方晶结构的主相结晶颗粒和具有R‑T‑M‑C相的晶界相，在将主相结晶颗粒内的R、T、M、C的比率设为R_MP、T_MP、M_MP、C_MP，将R‑T‑M‑C相内的R、T、M、C的比率设为R_RC、T_RC、M_RC、C_RC时，为R_RCR_MP、T_RCT_MP、M_RCM_MP和C_RCC_MP，为0.07≤M_RC/T_RC≤0.65。

技术领域

本发明涉及R-T-B系磁铁、电动机和发电机。本发明特别涉及适于构成可变磁力电动机、发电机的可变磁通磁铁的R-T-B系磁铁。

背景技术

作为民生、产业、输送设备的动力装置，使用能够通过逆变器控制进行节能且高效率的永久磁铁同步电动机。但是，永久磁铁的磁通恒定的永久磁铁同步电动机的感应电压与转速成比例地变高，因此，难以实现宽范围的转速条件下的驱动。因此，为了在中高速区域和轻负载时，感应电压不会成为电源电压以上，使通过电枢电流产生的退磁场相抵永久磁铁的磁通且减少交链磁通的弱励磁控制的方法应用于永久磁铁同步电动机。但是，其中存在如下问题：为了持续施加退磁场，需要总是持续流动无助于电动机输出的电枢电流，其结果，会降低电动机的效率。

为了解决这种问题，例如，在专利文献1中记载了一种可变磁力电动机，其组合了通过从外部施加磁场而可逆地变化磁化的低矫顽力的Sm-Co系永久磁铁(可变磁通磁铁)和对可变磁通磁铁施加磁场的固定磁通磁铁。在可变磁力电动机中，在中高速区域和轻负载时，通过减少可变磁通磁铁的磁化，而使感应电压降低，能够抑制目前的弱励磁引起的电动机的效率降低。

但是，专利文献1所记载的Sm-Co系永久磁铁，其主要原料Co的价格高，存在高成本的问题。另外，作为可变磁通磁铁的Sm-Co系永久磁铁的饱和磁化即使最大也仅为12.5kG左右，达不到作为固定磁通磁铁的钕磁铁的饱和磁化。因此，存在产生固定磁通磁铁与可变磁通磁铁的磁力上的差，且可变磁力电动机的输出和效率降低的问题。

因此，作为可变磁通磁铁用的磁铁，考虑应用R-T-B系磁铁。

在专利文献2中记载了一种R-T-B系磁性体，其剩余磁通密度Br为11kG以上，矫顽力HcJ为5kOe以下，用于将剩余磁通密度Br设为0所需要的外部磁场为1.10HcJ以下。该R-T-B系磁性体具有包含稀土元素R、过渡金属元素T和硼B的结晶颗粒，结晶颗粒内的Cu的含有率相对于结晶颗粒内的全部元素为0.5～0.6原子％。

在专利文献3中记载了组成为(Ce_1-x-yR1_xR2_y)_aFe_bCo_cB_dM_eX_fC_gA_h的永久磁铁。R1为选自Nd、Pr、Sm、La中的至少1种，R2为选自Tb、Dy、R1中未选择的元素中的至少1种。另外，M为Ti等的元素，X为Ga等的元素，A为选自F和O中的至少1种。该永久磁铁能够使磁化状态变化，且为低矫顽力。