[发明专利]磁化永磁体

说明书

本发明涉及磁化永磁体，具体而言，一种用于磁化大致上以V形布置的一个或多个永磁体的区段的方法，其包括：施加第一磁场，使得磁通量线大致上垂直于V形的第一腿部，以及移除第一磁场。接着，方法包括施加第二磁场，使得磁通量线大致上垂直于V形的第二腿部，以及移除第二磁场。还提供用于磁化永磁体模块的区段的系统和方法。

技术领域

本公开涉及用于磁化永磁体的方法和系统。本公开特别地涉及用于磁化用于电机的永磁体模块的方法和系统，具体地用于发电机，并且更具体地用于风轮机发电机。

背景技术

电机(诸如马达和发电机)大体上包括转子结构和定子结构。在采用永磁体的电机的情况中，永磁体(PM)大体上包含在转子中(尽管它们还可备选地布置在定子结构中)，而绕组元件(例如，线圈)通常包含在定子中(尽管它们可备选地布置在转子结构中)。

在PM发电机的情况中，在外力的影响之下转子结构的旋转在绕组中产生变化的磁场，由此可生成电功率。在马达的情况中，电功率供应至绕组，以便使转子运转。永磁体发电机大体上被视为可靠的，并且比其它发电机类型需要更少的维护。

永磁体发电机可例如使用在风轮机中、特别是在海上风轮机中。更少维护的前景使永磁体发电机成为专门用于海上风轮机的有吸引力的选择。

风轮机大体上包括具有转子毂和多个叶片的转子。转子在叶片上的风的影响之下旋转。转子轴的旋转直接地驱动发电机转子(“直接驱动式”)，或者通过齿轮箱(gearbox,有时也称为变速器)的使用驱动发电机转子。此类直接驱动风轮机发电机可具有例如6-8米(236-315英寸)的直径、例如2-3米(79-118英寸)的长度，并且能够以低速(例如，在2到20rpm(每分钟转数)的范围内)旋转。作为备选，永磁体发电机也可联接至齿轮箱，该齿轮箱将发电机的旋转速度提高至例如50至500rpm之间或甚至更高。

永磁体可设置在永磁体模块中，该永磁体模块可作为单个物品附接至转子。永磁体模块可限定为具有多个永磁体的单元，使得多个磁体可安装至电机的转子且从电机的转子一起卸下。此类模块可具有模块基部，该模块基部具有适合于容纳或承载可固定至基部的多个永磁体的形状。基部可构造成以如下方式固定至转子磁轭(rotor rim)，使得多个磁体通过模块基部一起固定至转子磁轭。永磁体模块的使用可因此便于转子的制造。永磁体模块的使用还可便于转子的维护：在关于磁体的问题的情况中，磁体模块可被拆卸并被新的模块替换。

永磁体模块可具有形成为金属板材的叠堆的模块基部，所述金属板材可借助于电绝缘材料与彼此分离。利用该特征，在对应的电机中可减少磁损耗(例如涡流)，使得率可提高其效。

直接驱动海上风轮机的永磁体大体上以扁平构造或以V形构造布置在永磁体模块上。然而，这些磁体构造不限于直接驱动海上应用中的发电机，并且甚至不限于仅仅风轮机领域。例如在蒸汽涡轮和水涡轮中还可发现可具有类似构造的相当大尺寸的发电机。

在扁平构造中，永磁体可大致上相对于(局部)径向方向(即，从转子的中心径向上延伸至模块的方向)平行地安装在基部的扁平或切向表面上。磁体大体上胶合至基部，并且可附加地由板覆盖，以改进至基部的固定。模块内的所有磁体典型地具有相同的磁方位(即，所有磁体的北极朝向定子)，并且相邻模块的磁方位为相反的，以便具有径向磁构造。与其它构造相比，在扁平或切向构造中，永磁体的面积大体上为更大的。然而，永磁体有时候可由于粘合失效而与基部脱离，尤其是在具有长的预期寿命或在腐蚀性环境中工作的应用中时，比如在风轮机中，特别是在海上风轮机中。

在具有V形构造的磁体模块中，磁体模块布置成相对于(局部)径向方向(即，从转子的中心径向上延伸至(并穿过)模块的中心的方向)倾斜。在这些构造中，磁体可嵌入在基部中，或者夹持在基部与固定至基部的中心支承件之间。在这些构造中，永磁体可具有周向磁方位(有时也被称为“横切”或“切向”磁通方位)。在V形构造中，由于磁通量更集中，磁场和操作可为更有效的。然而，此类构造大体上需要更多的空间，并且可因此具有较低的模块利用率。