CN105634229A

CN105634229A - 永磁电机

Info

Publication number: CN105634229A
Application number: CN201410582236.0A
Authority: CN
Inventors: 塔萨拉斐迪·拉米诺索亚; 张明龙; 艾曼·M·埃尔-乐菲; 史蒂文·J·伽利略; 帕特尔·B·瑞迪
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2014-10-27
Filing date: 2014-10-27
Publication date: 2016-06-01
Anticipated expiration: 2034-10-27
Also published as: US20160118848A1; CN105634229B

Abstract

一种永磁电机包括定子、转子和复数个永磁体。所述定子沿一轴向延伸，其内表面形成一个空腔，并且该定子的设置使其在交流电的激励下可产生定子磁场。所述转子设置于所述空腔内，设置成可绕所述轴向转动。所述复数个永磁体可产生磁场，该磁场与所述定子磁场相互作用可产生力矩。至少一个所述永磁体包括轻稀土元素和重量百分比低于5的重稀土元素。其中轻稀土元素包括钕和镨，且钕在永磁体的重量百分比大于镨在永磁体的重量百分比，但小于三倍的镨在永磁体的重量百分比。

Description

永磁电机

技术领域

本发明涉及永磁电机，更具体地，涉及一种使用了减少了重稀土元素含量的永磁体的永磁电机。

背景技术

永磁电机，如永磁电动机或发电机等被广泛用于飞机、汽车及工业应用等领域。对于高功率密度的轻质永磁电机而言，如何尽可能地提高功重比(powertoweightratio)很重要。因此，希望开发出一种既有高功率密度和效率又减少了重量和成本的永磁电机。然而，为了得到具有高矫顽力的永磁体，通常会往永磁体中加入具有高磁晶各向异性场(magneto-crystallineanisotropyfield)的稀土元素，如铽(Tb)和镝(Dy)等。铽和镝等重稀土元素属于贵重元素，加入少量的这些贵重元素都可能明显地增加永磁体的成本。因此，希望能开发一种稀土元素含量尽可能少却又具有可兼容的磁性能的永磁体，其可用于永磁电机以实现高的功率密度和效率及低的重量和成本。

发明内容

本发明实施例涉及一种永磁电机，其包括定子、转子和复数个永磁体。所述定子沿一轴向延伸，其内表面形成一个空腔，并且该定子的设置使其在交流电的激励下可产生定子磁场。所述转子设置于所述空腔内，设置成可绕所述轴向转动。所述复数个永磁体可产生磁场，该磁场与所述定子磁场相互作用可产生力矩。至少一个所述永磁体包括轻稀土元素和重量百分比低于5的重稀土元素。其中轻稀土元素包括钕和镨，且钕在永磁体的重量百分比大于镨在永磁体的重量百分比，但小于三倍的镨在永磁体的重量百分比。

附图说明

通过结合附图对于本发明的实施例进行描述，可以更好地理解本发明，在附图中：

图1为一个实施例中的一种磁通切换永磁电机的立体图，其仅显示了所述永磁电机的一半。

图2为一个实施例中的一种轮辐型内置式永磁电机的立体图。

图3为一个实施例中的一种V形内置式永磁电机的立体图。

图4为一个实施例中的一种双层内置式永磁电机的立体图。

图5为永磁体样本S1的退磁曲线图。

图6为永磁体样本S2的退磁曲线图。

图7为永磁体样本S3的退磁曲线图。

图8为永磁体样本S4的退磁曲线图。

图9为永磁体样本S5的退磁曲线图。

图10为永磁体样本S6的退磁曲线图。

图11为永磁体样本S7的退磁曲线图。

具体实施方式

以下将结合一个或多个具体的实施例对本发明的具体实施方式进行说明。除非另作定义，权利要求书和说明书中使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。

本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的“一个”或者“一”等类似词语并不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“或”是指包括所列举的元件或者物件中的任一个或全部。“包括”、“包含”或者“有”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”、“包含”或者“有”后面列举的元件或者物件及其等同元件，并不排除其他元件或者物件。本文中所使用的近似性的语言可用于定量表述，表明在不改变基本功能的情况下可允许数量有一定的变动。因此，用“约”、“大约”、“左右”等语言所修正的数值不限于该准确数值本身。此外，在“约第一数值到第二数值”的表述中，“约”同时修正第一数值和第二数值两个数值。至少在某些情况下，近似性语言可能与测量仪器的精度有关。本文中所给出的数值范围可以合并或相互交换，除非文中有其它语言限定，这些范围应包括范围内所含的子范围。

本发明中所提及的数值包括从低到高一个单元一个单元增加的所有数值，此处假设任何较低值与较高值之间间隔至少两个单元。举例来说，如果说了一个组分的数量或一个工艺参数的值，比如，温度，压力，时间等等，是从1到90，20到80较佳，30到70最佳，是想表达15到85，22到68，43到51，30到32等数值都已经明白的列举在此说明书中。对于小于1的数值，0.0001,0.001,0.01或者0.1被认为是比较适当的一个单元。前述只是想要表达的特别示例，所有在列举的最低到最高值之间的数值组合均被视为以类似方式清楚地列在本说明书中。

本发明中使用的“稀土元素”指的是元素周期表中17种化学元素的汇集，包括钪、钇、15种镧系元素或者这些元素的组合。15种镧系元素包括镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥。本发明中使用的“轻稀土元素”包括钪、钇、镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕或者这些元素的组合。本发明中使用的“重稀土元素”包含钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥或者这些元素的组合。

本发明实施例涉及一种永磁电机，其所使用的是稀土元素(尤其是镝等重稀土元素)含量降低的永磁体。这种永磁电机具有高功率密度和效率、以及降低了的重量和成本。所述永磁电机的例子包括但不限于磁通切换永磁电机、轮辐型内置式永磁电机、V形内置式永磁电机、以及双层或多层内置式永磁电机。

图1显示了一种磁通切换永磁电机100的立体图，如图1所示，永磁电机100包括定子101、转子103和复数个永磁体105。所述定子101包括定子芯107和安装于该定子芯的复数个定子绕组109。该定子101沿一轴向延伸，其内表面形成一个空腔111，且该定子的设置使其在交流电的激励下可产生定子磁场。所述转子103设置于所述空腔111内，并可绕所述轴向转动。该转子103包括转子芯113和从该转子芯113凸伸出来的复数个突出部115，用作转子磁极。所述复数个永磁体105设置在所述定子101上，沿转子周向被磁化从而在周向上形成交替极性。在图示的实施例中，所述定子芯107包括沿周向排列的复数个C形芯部，每一C形芯部形成有一个用来容纳一个所述定子绕组109的空腔。每一所述永磁体105夹在两个相邻的C形芯部之间的。

图2显示了一种轮辐型内置式永磁电机200的立体图，如图2所示，永磁电机200包括定子201、转子203和复数个永磁体205。所述定子201包括定子芯207和安装于该定子芯的复数个定子绕组209。该定子201沿一轴向延伸，其内表面形成一个用以容纳所述转子203的空腔，且该定子的设置使其在交流电的激励下可产生定子磁场。所述转子203设置于所述空腔内，并可绕所述轴向转动。该转子203包括转子芯213和组装于该转子芯213的复数个转子磁极215。所述复数个永磁体205设置在所述转子203上，呈轮辐形式排列。如图2所示，每一所述永磁体205的磁化方向大致平行于转子203的周向。各所述永磁体205的磁化方向沿着所述周向交替变化。

图3显示了一种V形内置式永磁电机300的立体图，如图3所示，永磁电机300包括定子301、转子303和复数个永磁体305。所述定子301包括定子芯307和安装于该定子芯的复数个定子绕组309。该定子301沿一轴向延伸，其内表面形成一个用以容纳所述转子303的空腔，且该定子的设置使其在交流电的激励下可产生定子磁场。所述转子303设置于所述空腔内，并可绕所述轴向转动。该转子303包括复数个永磁体腔315，所述复数个永磁体305分别收容于所述复数个永磁体腔315内并排列成V形。如图3所示，每一所述永磁体305的磁化方向大致垂直于该永磁体305的横向尺寸，以在空隙产生大致沿径向的复合磁场。

图4显示了一种双层内置式永磁电机400的立体图，如图4所示，永磁电机400包括定子401、转子403和复数个永磁体405。所述定子401包括定子芯407和安装于该定子芯的复数个定子绕组409。该定子401沿一轴向延伸，其内表面形成一个用以容纳所述转子403的空腔，且该定子的设置使其在交流电的激励下可产生定子磁场。所述转子403设置于所述空腔内，并可绕所述轴向转动。该转子403包括两层永磁体腔，比如，如图所示的一层V形永磁体腔415和一层U形永磁体腔417。每一所述永磁体405包括分别放置于所述V形永磁体腔415和U形永磁体腔417的V形部分和U形部分。所述V形部分和U形部分的开口朝相同方向，即，都朝外(如图4所示)或都朝内。所述永磁体405的磁化方向如图4所示。所述永磁体405的磁化方向大致垂直于该永磁体405的横向尺寸，以在空隙产生大致沿径向的复合磁场。根据具体的需要，所述永磁体腔的可以改变，且其层数也可以增加。比如，所述两层永磁体腔415和417可以都是V形腔(双V形)，也可以都是U形腔(双U形)，还可以是一层直腔一层V形腔、或是一层直腔一层U形腔、或者是任何其他可能的形状。所述转子403中也可以有多于两层的永磁体腔。

如前所述的永磁电机中的至少一个永磁体是一种重稀土元素含量减少的永磁体。在一些实施例中，所述的永磁电机中的至少一个永磁体是一种没有镝或是镝含量减少了的永磁体。所述永磁体包括其包括重量百分比约为23％至34％的轻稀土元素，该轻稀土元素包括钕和镨，其中该永磁体中钕的重量百分比大于镨的重量百分比，但小于三倍的镨的重量百分比，(Pr<Nd<3Pr)。镨可以提高磁体的内禀矫顽力(Hcj)，这对于磁体在高温环境的应用来说非常重要，但该元素会使得磁体的温度稳定性相对较差，而钕元素可以提高温度稳定性。本文所描述的组分能够在提高磁体的内禀矫顽力(Hcj)的同时，实现期望的温度稳定性。在一些实施例中，钕相对于整个永磁体的重量百分比约在13％到20％的范围内。在一些实施例中，镨相对于整个永磁体的重量百分比约在7％到14％的范围内。

该永磁体还包括重量百分比低于5％的重稀土元素。在一些实施例中，所述重稀土元素包括镝、钬或二者的组合。例如，在一个具体实施例中，永磁体包括重量百分比小于约4.5％的镝，重量百分比小于约0.8％的钬，以及重量百分比小于约0.02％的铽。在一个具体实施例中，永磁体包括重量百分比小于约0.02％的镝，重量百分比小于约0.02％的钬，以及重量百分比小于约0.02％的铽。考虑到在制造永磁体过程中，原材料中可能存在杂质，对于在永磁体中重量百分比小于约0.02％的元素(如镝、钬或铽)，可认为永磁体中基本上没有该元素。

在一些实施例中，稀土元素(包括轻稀土元素和重稀土元素)相对于整个永磁体的重量百分比约在28％到34％的范围内。在一些具体实施例中，该范围约为28％到32％。

所述永磁体还包括金属合金成分，该金属合金成分包括铜、钴、铝、镓、锆或这些元素的组合的。所述永磁体的余量为铁、硼，或者二者的组合，可含或者不含杂质。

在一些实施例中，所述永磁体包括铌。铌相对于永磁体整体的重量百分比可在约为0.1％到0.8％的范围内，在一些实施例中，在约为0.1％到0.5％的范围内，在一些特定的实施例中，在约为0.15％到0.4％的范围内。在一些实施例中，永磁体包括铜。铜相对于永磁体整体的重量百分比可大于约0.2％，在一些实施例中，在约为0.4％到1.2％的范围内。在一些实施例中，永磁体包括钴。钴相对于永磁体整体的重量百分比可在约为0.5％到4.4％的范围内，在一些实施例中，在约为0.8％到1.8％范围内。

在一些实施例中，永磁体包括重量百分比大于约1％的铝。例如，在一些实施例中，镝相对于整个永磁体的重量百分比小于约0.02％，铝相对于整个永磁体的重量百分比大于约1.5％。在另外一些实施例中，镝相对于整个永磁体的重量百分比大于约0.02％，铝相对于整个永磁体的重量百分比约在1％到1.5％的范围内。

在一些实施例中，永磁体包括镓、锆或二者的组合。镓相对整个永磁体的重量百分比可小于约0.5，锆相对于整个永磁体的重量百分比可小于约0.3。

所述永磁体有小而均匀的晶粒尺寸，这有助于改善其性能。在一些实施例中，所述永磁体的平均晶粒尺寸约在1.5微米到4微米的范围内，在一些特定的实施例中，约在2微米到3微米的范围内。

此处所描述的永磁体在成本效率和性能之间取得很好的平衡，这些性能包括内禀矫顽力、剩磁和最大磁能积。

本文所用的“矫顽力”或“矫顽磁性”(Hc)是一种永磁体的性能，其代表在磁体的磁饱和之后，用于将永磁体感应降低至零所需的消磁力的量。通常，矫顽力或矫顽磁性越大，在高温环境下磁体的稳定性越好，磁体受外部磁场的干扰越小。磁体的“内禀矫顽力”或“内禀矫顽磁性”(Hcj)是该磁性材料固有的抵抗消磁的能力，其对应于固有感应或磁极化强度(J)的零值。本文所用的“最大能量乘积((BH)max)”是永磁体的另一种性能，其表示在永磁体中磁通密度(B)和磁场强度(H)的乘积。最大能量乘积越高，表示永磁体具有的磁能密度越高。本文中所用的“剩余磁化强度”或“剩磁”(Br)是指在介质中除去外部磁场后剩余的磁化强度。剩磁越高表示该永磁体物质抵抗消磁的能力越高。

在一些实施例中，所述永磁体按单位千奥斯特(kOe)计的内禀矫顽力和按单位兆高斯奥斯特(MGOe)计的最大能量乘积之和至少为55左右，在一些特定的实施例中，至少为58左右。内禀矫顽力和最大能量乘积之和是全面评估永磁体性能的重要参数。

另一方面，本发明实施例还涉及一种制造所述永磁体的方法。在一些实施例中，可提供一种组分与前述永磁体大致相同的合金粉末，将该合金粉末成型为粉末坯块，再将该粉末坯块进行烧结和退火处理。在另一些实施例中，永磁体是通过多合金法制造得到。在多合金法中，将主合金粉末与辅合金粉末混合以形成粉末混合物，该种粉末混合物具有与前述永磁体大致相同的组分。将该粉末混合物成型为粉末坯块，再将该粉末坯块进行烧结和退火处理。所述主合金粉末和辅合金粉末均包括稀土元素。主合金粉末中稀土元素的重量百分比低于辅金属粉末中稀土元素的重量百分比。在一具体实施例中，所述主合金粉末包括重量百分比小于约32％的稀土元素，所述辅金属粉末包括重量百分比大于约32％的稀土元素。

上述提及的三种粉末均可通过下述工艺得到，该工艺包括以下步骤：形成一种熔融合金(例如：主合金或者辅合金)；固化该熔融合金形成片状物；使该片状物破碎形成颗粒；将所述颗粒进行脱氢处理；磨碎该颗粒形成一种平均颗粒尺寸在一定范围内的粉末，如，平均颗粒尺寸约在1.5微米到3.5微米范围内的粉末。所述熔融合金可以通过将包括稀土元素、金属合金成分、铁和硼的原材料熔融在一起而形成。在一些实施例中，所速熔融合金可以通过电磁感应融化法获得。所述熔融合金可以通过条带铸造法进行固化。所述片状物可通过氢爆破碎形成颗粒。所述颗粒可通过喷射研磨形成粉末。

在一些实施例中，条带铸造是在压力不超过0.01Pa左右的真空状态下进行的。在一些实施例中，条带铸造形成的片状物的厚度约在200微米到300微米的范围内。在一些特定的实施例中，该厚度约在200微米到250微米的范围内。在一些实施例中，所述氢爆是在不小于0.1Mpa的氢压力下进行的。在一些实施例中，所述脱氢处理是在温度约为400℃到700℃的真空环境下进行的。在一些实施例中，为了获得更细合金粉末，可能会进行多次磨碎(例如：喷射研磨)。在一些实施例中，所述主合金颗粒经磨碎形成一种平均粒径约在为2.5微米到3.5微米范围内的主合金粉末，所述辅合金颗粒经磨碎形成一种平均粒径约在1.5微米到2.5微米范围内的辅合金粉末。

所述粉末混合物可在磁场中成型以形成所述粉末坯块。在一些实施例中，所述粉末混合物是在磁通量不低于约1.5特斯拉的磁场中铸造成型，并在油中在不小于约150MPa的等静压力下压缩形成粉末坯块的。

在一些实施例中，可将该坯块在约1020℃到1120℃的温度下烧结约1至5小时。在一些实施例中，可将该烧结后的坯块在约800℃到1000℃的温度下退火约1至5小时。在一些实施例中，可进一步将该退火后的坯块在约450℃°到650℃的温度下进行约1至5小时的老化处理。所述退火和老化处理能够改善永磁体的微观结构，从而明显提升磁体性能，尤其是其中的内禀矫顽力Hcj和最大能量乘积(BH)max。在退火与老化处理的过程中，晶界附近的富钕相可能会流动，使得钕在晶界附近的分布变得更均匀，同时，由于流动液相可能会溶解尖锐的部分，也可使晶粒变得更加光滑。富钕相对于磁体性能尤其是内禀矫顽力而言是非常关键的。

本发明实施例是结合一些非限定性的示例进行说明的。以下示例的宗旨在于为本领域的一般技术人员提供本发明所涉方法的具体描述，而不在于限定发明人的发明保护范围。

示例

在这些示例中，通过上述提及的多合金法，即，通过将一种或者多种主合金粉末与至少一种辅合金粉末混合，获得粉末混合物，将该粉末混合物成型为粉末胚块，而后经过烧结、退火而形成的七个永磁体样本。在这些示例中使用了四种主合金(M1-M4)及三种辅合金(A1-A3)。这些主合金和辅合金的以重量百分比表示的组成如下表1所示。表1中，PrNd是指一种包括20％重量百分比的镨(Pr)和80％重量百分比的钕(Nd)的合金。类似地，DyFe包括80％重量百分比的镝(Dy)和20％重量百分比的铁(Fe)，HoFe包括80％重量百分比的钬(Ho)和20％重量百分比的铁，ZrFe包括60％重量百分比的锆(Zr)和40％重量百分比的铁，NbFe包括65％重量百分比的铌(Nb)和35％重量百分比的铁，BFe包括20％重量百分比的硼(B)和80％重量百分比的铁。

表1主合金及辅合金的重量百分比组成

将主合金M1-M4(其组成如表1所示)中的每一种在1600℃左右的温度下熔化，然后在压力为0.01Pa左右的真空环境下，通过条带铸造形成厚度约为200微米至300微米的片状物。将所述片状物在氢压力约为0.2MPa的室温环境下通过氢爆获得到粗颗粒，再将该粗颗粒在气压约为5Pa、温度约为580℃的真空环境下进行约2小时脱氢处理。之后，粗颗粒通过喷射研磨转变为平均粒径约为2.5微米至3.5微米的精细粉末。通过类似的方法，还可获得平均粒径约为1.5微米至2.5微米的精细且均匀的辅合金A1-A3粉末。根据下表2给定的重量比例将主合金粉末与辅合金粉末混合起来，可以得到组分不同的粉末混合物。每一种粉末混合物均在磁通量约为2.0特斯拉的区域内通过铸造被压制成生胚块，而后，在约为200MPa的压力下在油中进行等静压制来提高其密度。所述生胚块再经过如下表2所示的烧结与退火过程，来得到永磁体样本1至样本7(S1-S7)。

表2粉末混合的配比及烧结和退火的条件

样本	混合配比	烧结和退火的条件
			S1	84wt％M1+16wt％A1	1053℃3h+900℃2h+480℃*2h
S2	80wt％M1+20wt％A1	1060℃2h+900℃2h+480℃*2h
			S3	75wt％M1+25wt％A1	1068℃2h+900℃2h+480℃*2h
S4	60wt％M1+20wt％M2+20wt％A1	1065℃2h+900℃2h+480℃*2h
			S5	30wt％M1+40wt％M2+20wt％M3+10wt％A1	1065℃2h+900℃2h+480℃*2h
S6	85wt％M4+7wt％A2+8wt％A3	1048℃2h+900℃2h+480℃*2h
			S7	77.5wt％M4+7.5wt％A2+15wt％A3	1048℃2h+900℃2h+480℃*2h

如表2所示，每一个坯块都会在温度约为1020℃至1120℃的真空环境下烧结约2至3小时，使其充分致密化，继而淬冷至室温。然后，采用退火工艺对所述压坯进行处理以获得具有所需性能的粗坯。所述退火工艺包括在大约800℃至1000℃的温度下进行约2小时的后烧结，然后再淬冷至室温。可选地，所述退火工艺还可包括在大约450-500℃的温度下进行约2小时老化处理。所述粗坯再经过机器加工和抛光可获得所需的尺寸，然后在其表面形成一层钝化涂层，便可获得永磁体成品样本。所获得的7个永磁体样本的以重量百分比表示的组分如下表3所示。其中这些示例中主合金、辅合金以及样本的组分是通过电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)加以分析得到的。

应当明确，成品样本的组分可能会与用来制造该样本的粉末混合物的组分略有不同，原因在于，在制造样本的过程中材料组分可能会产生些许变化。比如，若用铝制装置或容器(如坩埚)来制造样本，最终的成品样本中的铝含量可能会比用来制造该样本的粉末混合物中的铝含量略高。

表3永磁体样本的重量百分比组成

样本	Pr	Nd	Dy	Tb	Ho	Co	Cu	Al	Ga	Zr	Nb	B	Fe
														S1	13.30	15.87	<0.02	<0.02	<0.02	1.11	0.67	1.59	0.26	0.09	0.15	1.01	65.95
S2	12.99	16.64	<0.02	<0.02	<0.02	1.11	0.76	1.71	0.25	0.09	0.17	1.01	65.28
														S3	12.60	17.60	<0.02	<0.02	<0.02	1.11	0.84	1.83	0.23	0.10	0.19	1.01	64.49
S4	11.03	18.56	<0.02	<0.02	0.23	1.33	1.09	2.44	0.18	0.12	0.27	1.01	63.73
														S5	7.45	19.90	1.20	<0.02	0.66	1.73	0.52	1.05	0.23	0.20	0.40	1.00	65.66
S6	13.48	13.93	2.26	<0.02	<0.02	1.07	0.40	1.10	<0.02	<0.02	0.35	1.00	66.40
														S7	12.61	14.27	4.25	<0.02	<0.02	1.06	0.40	1.10	<0.02	<0.02	0.34	1.00	64.98

可在室温下测量样本S1-S7的性能并加以对照的。在这些示例中，在20℃左右测得的磁体性能，包括剩磁(Br)、内禀矫顽力(Hcj)、矫顽力(Hcb)以及最大能量乘积((BH)max)，如下表4所示。

表4永磁体样本的性能对照

如在表3与表4所示，永磁体样本S1-S7包含很少量的重稀土元素或者是不包含重稀土元素，但其剩磁大于约12kGs，内禀矫顽力大于约18kOe，矫顽力大于约12kOe，最大能量乘积大于约36MGOe。样本S3-S7的内禀矫顽力大于约20kOe，其中，样本S6和S7的内禀矫顽力还大于约23kOe。此外，对于样本S1-S7中的每一个样本而言，其按单位千奥斯特(kOe)计的内禀矫顽力和按单位兆高斯奥斯特(MGOe)计的最大能量乘积之和大于约57。

为了评测和说明磁化特征，图5至图11分别显示了永磁体样本S1-S7的退磁曲线图。图5中的两条曲线分别显示了样本S1在经过烧结与退火后所形成的退磁曲线图。图6至图11中各显示了两条或两条以上的退磁曲线，分别反应不同操作温度下的退磁性能。本发明所指的“退磁曲线”是指磁感应(常用磁通密度B/磁极化强度J)随着施加于磁体的消磁力(常用外磁场强度H)变化的曲线。退磁曲线所描述的是磁场从饱和状态退磁到等于零的过程。一个退磁曲线可能包括一条B-H曲线和一条J-H曲线。在退磁曲线中，退磁曲线与B/J坐标相交点的B/J值一般代表了剩磁(Br)的值，B-H曲线与H坐标相交点的H值一般代表矫顽力(Hcb)，J-H曲线与H坐标相交点的H值一般代表内禀矫顽力(Hcj)。如图5至图11所示，永磁体样本表现出较高的剩磁、内禀矫顽力和矫顽力，且J-H曲线展现出良好的方形度，这表明所述永磁体的最大能量乘积比较高((BH)max)。

虽然结合特定的实施例对本发明进行了说明，但本领域的技术人员可以理解，对本发明可以作出许多修改和变型。因此，要认识到，权利要求书的意图在于覆盖在本发明真正构思和范围内的所有这些修改和变型。

Claims

1.一种永磁电机，其包括：

定子，沿一轴向延伸，其内表面形成一个空腔，且该定子的设置使其在交流电的激励下可产生定子磁场；

转子，设置于所述空腔内，设置成可绕所述轴向转动；以及

复数个永磁体，这些永磁体可产生磁场，该磁场与所述定子磁场相互作用可产生力矩，其中，至少一个所述永磁体包括：

轻稀土元素，包括钕和镨，其中，钕在永磁体的重量百分比大于镨在永磁体的重量百分比，但小于三倍的镨在永磁体的重量百分比；以及

重量百分比低于5的重稀土元素。

2.如权利要求1所述的永磁电机，其中，所述定子包括定子芯和设置于该定子芯的复数个定子绕组。

3.如权利要求2所述的永磁电机，其中，所述复数个永磁体设置于所述定子上，沿定子周向被磁化并在周向上形成交替极性，所述转子包括转子芯和复数个用作转子磁极的突出部。

4.如权利要求2所述的永磁电机，其中，所述定子芯包括沿周向排列的复数个C形芯部，每一C形芯部形成有用来容纳一个所述定子绕组的空腔，所述复数个永磁体位于所述定子上且分别夹在两个相邻的C形芯部之间。

5.如权利要求1所述的永磁电机，其中，所述复数个永磁体位于所述转子上，呈轮辐形排布。

6.如权利要求1所述的永磁电机，其中，每一所述复数个永磁体位于所述转子，呈V形排布。

7.如权利要求1所述的永磁电机，其中，每一所述复数个永磁体位于所述转子，呈V形U形组合排布。

8.如权利要求1所述的永磁电机，其中，所述至少一个永磁体中的轻稀土元素的重量百分比约为23％到34％。

9.如权利要求1所述的永磁电机，其中，所述至少一个永磁体包括小于约4.5％重量百分比的镝、小于约0.8％重量百分比的钬和小于约0.8％重量百分比的铽。

10.如权利要求1所述的永磁电机，其中，所述至少一个永磁体还包括金属合金成分，该金属合金成分包括铜、钴、铝、镓、锆或这些元素的组合。