[发明专利]包括具有不同磁畴对准模式的三个磁体装置的永磁体组件

说明书

描述了一种永磁体组件（360、460），其包括第一侧磁体装置（280a）、第二侧磁体装置（280b）和在两者之间的中心磁体装置（270、470）。中心磁体装置（270、470）具有导致聚焦磁化的磁畴对准方向（375、475）的扩展角分布，该聚焦磁化限定焦点（377）。两个侧磁体装置（280a、280b）仅具有导致平行磁化的单磁畴对准方向（382a、382b）。单磁畴对准方向（382a、382b）相对于由焦点（377）与中心磁体装置（270、470）的主表面（270a）之间的最短距离限定的磁轴线（377a）倾斜。进一步描述了一种具有这种永磁体组件（360、460）的转子组件（150）、一种具有这种转子组件（150）的机电换能器（140）、以及一种具有这种机电换能器（140）的风力涡轮机（100）。

技术领域

本发明涉及具有非均匀磁畴对准模式的永磁体技术领域。本发明进一步涉及一种用于机电换能器的转子组件，所述转子组件包括至少一个这种永磁体。此外，本发明涉及一种包括这种转子组件的机电换能器以及一种包括这种机电换能器的风力涡轮机。

背景技术

永磁材料用于多个不同的应用领域中。很可能，在技术上和经济上最重要的应用领域是机电换能器，即电动机和发电机。配备有至少一个永磁体（PM）的电动机通过借助于绕组或线圈产生暂时变化的磁场而将电能转换成机械能。这种暂时变化的磁场与PM的磁场相互作用，从而导致例如转子组件相对于电动机的定子组件进行旋转运动。以物理上互补的方式，发电机（也称为电动发电机（dynamo electrical machine）将机械能转换成电能。

发电机是用于生成电能的任何发电厂的核心部件。这一点适用于直接捕获机械能的发电厂，例如也被命名为风力涡轮机的水力发电设施、潮汐发电设施和风力发电设施。然而，这一点也适用于这样的发电厂，即，所述发电厂（i）首先使用化学能（例如，来自燃烧的化石燃料或来自核能）以便生成热能，并且（ii）其次借助于适当的热力学过程将生成的热能转换成机械能。

明显的是，发电机的效率很可能是优化电能生产的最重要因素。对于PM发电机，必不可少的是，由永磁体（PM）产生的磁通量是强的。目前，这很可能可以用烧结稀土磁体来最好地实现，例如使用FeNdB材料组合物。然而，由PM产生的空间磁场分布对发电机效率也有影响。在后一种情况下，使用具有非均匀磁畴对准模式的PM装置或PM布置结构（arrangement）常常是有优势的，所述PM装置或PM布置结构导致有意地不均匀的磁场强度或磁通密度，特别是在转子组件与定子组件之间的气隙中。

WO 2012/141932 A2公开了PM磁体布置结构，其中不同地磁化的PM被组合成使得实现“磁聚焦”。不同地磁化的PM可安装在例如由铁制成的公共背板上。

EP 3 276 642 A1公开了一种烧结稀土PM，其具有通过一体地形成或单件式PM本体实现的聚焦磁对准模式。

EP 2 762 838 A2公开了用于制造PM的设备和方法，其中，在烧结过程期间，施加非均匀的外部磁场以便使PM的不同区域沿不同方向磁化。

通过恰当的外部磁场还可以产生磁畴对准模式，这些磁畴对准模式在PM本体内形成弯曲的磁化线。

WO 2009 017430 A1公开了一种磁体装置，其具有非各向同性对准的磁畴以便形成磁畴对准模式，其中，对应的磁化方向的方向跨越磁体装置的在其侧向边缘之间的至少一部分而从至少部分地径向基本上连续地变化到至少部分地切向。

所有上文提到的已知的PM和PM装置都不容易制造，因为适当的外部非均匀磁场是必要的，以便提供磁畴的恰当对准。

可能需要提供一种PM组件，其可以容易制造并且在许多应用中有助于改进机电换能器的效率。

发明内容

根据独立权利要求的主题可满足这种需求。本发明的有利实施例由从属权利要求来描述。