CN209608427U - 永磁体块结构、转子、电机及风力发电机组 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供了一种永磁体块结构、转子、电机及风力发电机组。该永磁体块结构，包括：内磁体及外磁体，所述外磁体包覆于所内磁体的外表面，并且所述外磁体的内禀矫顽力强度大于所述内磁体的内禀矫顽力强度。本申请实施例通过将永磁体块结构的进行分体式设计，相当于减小了永磁体块结构的厚度，有利于重稀土渗透入外磁体，可以通过晶界渗透技术实现将重稀土全面有效渗透入外磁体，从而在确保外磁体内禀矫顽力较高的情况下实现降低成本的效果；另外由于内磁体采用的是低内禀矫顽力的磁体，可以直接采用稀土含量低的磁体，因此可以进一步的降低成本；其于上述两者的效果，进而可以有效实现永磁体块结构的降本效益。

Description

永磁体块结构、转子、电机及风力发电机组

技术领域

本申请涉及永磁体块结构技术领域，具体而言，本申请涉及一种永磁体块结构、转子、电机及风力发电机组。

背景技术

风力发电机组的体积比较庞大，其中永磁电机的永磁体块用量巨大，尤其是直驱永磁风力发电机组，永磁体块成本可占风力发电机组总成本的比例较大。永磁体块价格昂贵，尤其是高内禀矫顽力永磁体块，由于需要重稀土加入，导致成本很高。

目前针对高内禀矫顽力的永磁体块，一种现有技术是通过晶界渗透工艺来降低成本。

但是，目前晶界渗透技术无法对现有的永磁体块进行全面有效的渗透。

实用新型内容

本申请针对现有方式的缺点，提出一种永磁体块结构、转子、电机及风力发电机组，用以解决现有技术存在高内禀矫顽力高的永磁体块成本较高或现有工艺无法全面有效的渗透现有的永磁体块的技术问题。

第一个方面，本申请实施例提供了一种永磁体块结构，包括：内磁体及外磁体，所述外磁体包覆于所内磁体的外表面，并且所述外磁体的内禀矫顽力强度大于所述内磁体的内禀矫顽力强度。

于本申请的一实施例中，永磁体块结构包括下述至少一项：

所述永磁体块结构外侧包覆有防覆层；

所述外磁体的外表面包覆有防腐层；

所述内磁体与所述外磁体之间设置有防腐层。

于本申请的一实施例中，所述内磁体为六面体；所述外磁体包括第一磁体、第二磁体、第三磁体及第四磁体；

所述第一磁体及第二磁体分别贴合连接于所述内磁体的平行且相对的顶面和底面上；

所述第三磁体的中部及第四磁体的中部分别贴合连接于所述内磁体的两个相对的侧面上，并且所述第三磁体的两个边部分别与所述第一磁体沿第一方向的一个端面及第二磁体沿第一方向的一个端面贴合，所述第四磁体的两个边部分别与所述第一磁体沿第一方向的另一个端面及第二磁体沿第一方向的另一个端面贴合；所述第一方向为所述内磁体的长度方向。

于本申请的一实施例中，还包括第五磁体及第六磁体，所述第五磁体的中部及所述第六磁体的中央区域分别贴合连接于所述内磁体的其它两个相对的侧面上，并且所述第五磁体的周边区域与所述第一磁体、第二磁体、第三磁体及第四磁体沿第二方向的一个端面贴合，所述第六磁体的周边区域与所述第一磁体、第二磁体、第三磁体及第四磁体沿第二方向的另一个端面贴合；所述第二方向为所述内磁体的宽度方向。

于本申请的一实施例中，所述第一磁体至第六磁体以及外磁体中各所述磁体之间的连接方式为粘接，以及所述第一磁体和第六磁体中任一磁体与所述内磁体之间的连接方式为粘接。

于本申请的一实施例中，所述第一磁体、第二磁体、第三磁体、第四磁体、第五磁体及第六磁体中的至少一个磁体包括一层或一层以上相叠加连接的外磁层，每个所述外磁层的厚度小于或等于5毫米。

于本申请的一实施例中，永磁体块结构包括下述至少一项：

任意两相邻外磁层之间的连接方式为粘接；

所述外磁层为晶界渗透磁层。

第二个方面，本申请实施例提供了一种转子，包括磁轭、多个压条、以及多个如第一个方面提供的永磁体块结构；

多个所述压条在所述磁轭的安装面沿周向间隔排布，相邻两个所述压条与所述安装面形成导轨结构；所述永磁体块结构沿所述磁轭的轴向设置于所述导轨结构处；并且所述永磁体块结构的底面与所述安装面相贴合，所述永磁体块结构的顶面沿径向凸出于所述导轨结构，所述永磁体块结构的两个侧面分别被相邻两个所述压条压紧。

于本申请的一实施例中，所述导轨结构沿垂直于所述磁轭轴向的截面中，所述导轨结构靠近所述安装面的宽度大于远离所述安装面的宽度。

于本申请的一实施例中，所述导轨结构沿垂直于所述磁轭轴向的截面为燕尾槽形，所述永磁体块结构沿垂直于所述磁轭轴向的截面为梯形，所述燕尾槽形的导轨结构与所述梯形的永磁体块结构的两侧面匹配以压紧所述永磁体块结构。

于本申请的一实施例中，转子包括下述至少一项：

所述压条为非导磁材质的压条；

所述压条与所述磁轭之间的连接方式为焊接或螺接；所述转子的磁极的外表面包覆有纤维树脂层。

第三个方面，本申请实施例提供了一种电机，所述电机为发电机或电动机，包括如第二个方面提供的转子。

第四个方面，本申请实施例提供一种风力发电机组，包括如第三个方面提供的发电机。

本申请实施例提供的技术方案带来的有益技术效果是：

本申请实施例通过将永磁体块结构的进行分体式设计，相当于减小了永磁体块结构的厚度，有利于重稀土渗透入外磁体，可以通过晶界渗透技术实现将重稀土全面有效渗透入外磁体，从而在确保外磁体内禀矫顽力较高的情况下实现降低成本的效果；另外由于内磁体采用的是低内禀矫顽力的磁体，可以直接采用稀土含量低的磁体，因此可以进一步的降低成本；其于上述两者的效果，进而可以有效实现永磁体块结构的降本效益。

本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本申请实施例提供的一种永磁体块结构的爆炸示意图；

图2为本申请实施例提供的一种转子的磁轭与永磁体块结构配合的立体示意图；

图3为本申请实施例提供的一种转子的磁轭与永磁体块结构配合的剖视示意图。

其中，附图标号的说明如下：

1-内磁体；2-外磁体；21-第一磁体；22-第二磁体；23-第三磁体；24-第四磁体；25-第五磁体；26-第六磁体；

10-永磁体块结构；20-磁轭；30-压条。

具体实施方式

下面详细描述本申请，本申请的实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的部件或具有相同或类似功能的部件。此外，如果已知技术的详细描述对于示出的本申请的特征是不必要的，则将其省略。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能解释为对本申请的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本申请所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。

目前晶界渗透工艺可实现单边渗透4-5mm的水平，但是由于风力发电机功率大，所用永磁体块较厚(基本均在10mm以上)，现有晶界渗透工艺无法满足如此厚的磁钢的重稀土渗透要求，因此结合风力发电机组转子的结构及现有晶界渗透的技术能力，开发一种可以使用晶界渗透的永磁体块，同时保证永磁体块的固定可靠性，具有重要降本价值。

下面以具体地实施例对本申请的技术方案以及本申请的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。

本申请实施例提供了一种永磁体块结构，该永磁体块结构的示意图如图1所示，包括：内磁体1及外磁体2，外磁体2包覆于所内磁体1的外表面，并且外磁体2的内禀矫顽力强度大于内磁体1的内禀矫顽力强度。

如图1所示，内磁体1可以采用传统工艺制成的低内禀矫顽力的磁体，例如内磁体1可以采用粉末冶金工艺制造而成，而外磁体2可以采用晶界渗透工艺制成的高内禀矫顽力的磁体。并且外磁体2可以采用粘接的方式套设于内磁体的外侧。但是需要说明的是，本申请实施例并不限定内磁体1及外磁体2的制造工艺，以及内磁体1和及外磁体2之间的连接方式，例如两者可以采用焊接、套接或者体成型的方式制成，本领域技术人员可以根据实际工况自行调整设置。

本申请实施例通过将永磁体块结构的进行分体式设计，相当于减小了永磁体块结构的厚度，有利于重稀土渗透入外磁体，可以通过晶界渗透技术实现将重稀土全面有效渗透入外磁体，从而在确保外磁体内禀矫顽力较高的情况下实现降低成本的效果；另外由于内磁体采用的是低内禀矫顽力的磁体，可以直接采用稀土含量低的磁体，因此可以进一步的降低成本；其于上述两者的效果，进而可以有效实现永磁体块结构的降本效益。

可选地，永磁体块结构外侧包覆有防覆层。

可选地，如图1所示，外磁体2的外表面包覆有防腐层。

可选地，如图1所示，内磁体1与外磁体2之间设置有防腐层。

采用上述设计，使得本申请实施例的永磁体块结构可以应用于多种使用场景，例如当永磁体块结构应用于潮湿环境下的风力发电机组时，可以采用上述多个方案的结合，从而可以有效提高本申请实施例的永磁体块结构使用寿命，并且可以有效的降低后期的运维。或者当永磁体块结构应用于干燥环境下的风力发电机组时，可以采用上述任意一方案，从而可以有效降低本申请实施例的永磁体块结构的生产制造成本。因此本申请实施例并不限定具体实施方式，本领域技术人员可以根据需求自行调整设计。

于本申请的一实施例中，如图1所示，内磁体1为六面体；外磁体2包括第一磁体21、第二磁体22、第三磁体23及第四磁体24。

第一磁体21及第二磁体22分别贴合连接于内磁体1的平行且相对的顶面和底面上。

第三磁体23的中部及第四磁体24的中部分别贴合连接于内磁体1的两个相对的侧面上，并且第三磁体23的两个边部分别与第一磁体21沿第一方向的一个端面及第二磁体22沿第一方向的一个端面贴合，第四磁体24的两个边部分别与第一磁体21沿第一方向的另一个端面及第二磁体22沿第一方向的另一个端面贴合；第一方向为内磁体1的长度方向。

采用上述设计可以使得本申请实施例的永磁体块结构不仅结构简单可靠，而且便于生产制造，从而可以有效降低生产制造的成本，进一步实现了降本效益。

需要说明的是，本申请实施例并不限定内磁体及外磁体实施方式。例如在一些其它实施例中，内磁体可以为六面体，而外磁体可以采用整体结构并且其贯穿有容置槽，内磁体可以套设于容置槽内，同样可以实现上述技术效果。因此本申请实施例并不限定具体实施方式，本领域技术人员可以根据需求自行调整设计。

于本申请的一实施例中，如图1所示，外磁体2还包括第五磁体25及第六磁体26，第五磁体25的中部及第六磁体26的中央区域分别贴合连接于内磁体1的其它两个相对的侧面上，并且第五磁体25的周边区域与第一磁体21、第二磁体22、第三磁体23及第四磁体24沿第二方向的一个端面贴合，第六磁体26的周边区域与第一磁体21、第二磁体22、第三磁体23及第四磁体24沿第二方向的另一个端面贴合；第二方向为内磁体1的宽度方向。

具体来说，采用上述设计可以使得内磁体1的各外侧面均被外磁体2包覆，可以有效防止内磁体1在实际使用过程中产生退磁。进一步的，当永磁体块结构设置于转子轴向的两侧时，可以有效避免内磁体1由于内禀矫顽力强度低而产生退磁。因此采用上述设计，不仅可以有效降低本申请实施例的使用成本，而且还可以有效降低运维成本，进而提高了经济效益。

于本申请的一实施例中，第一磁体21至第六磁体26以及外磁体2中各磁体之间的连接方式为粘接，以及第一磁体21和第六磁体26中任一磁体与内磁体1之间的连接方式为粘接。采用上述设计，可以使得本申请实施例不仅制造成本较低，而且还便于对于本申请实施例进行维护。需要说明的是，本申请实施例并不限定第一磁体至第六磁体以及内磁体之间具体的连接方式，例如可以采用卡接或者焊接等方式，因此本申请实施例并不限定具体实施方式，本领域技术人员可以根据需求自行调整设计。

于本申请的一实施例中，第一磁体21、第二磁体22、第三磁体23、第四磁体24、第五磁体25及第六磁体26中的至少一个磁体包括一层或一层以上相叠加连接的外磁层，每个外磁层的厚度小于或等于5毫米。第一磁体21至第六磁26可以均采用晶界渗透工艺制成，但是本申请实施例并不以此为限，本领域技术人员可以自行调整设计。而各磁体均可以包括一层以上的外磁层制成，由于晶界渗透工艺目前能达到的厚度为5毫米，因此为了保证各磁体的内禀矫顽力，外磁层的厚度可以设置为5毫米。采用上述设计，可以在保证外磁体的内禀矫顽力的同时，有效提高本申请实施例的永磁体块结构的应用范围。

可选地，永磁体块结构中任意两相邻外磁层之间的连接方式为粘接。

可选地，永磁体块结构中外磁层为晶界渗透磁层。

基于同一发明构思，第二个方面，如图2所示，本申请实施例提供一种转子，包括磁轭20、多个压条30、以及多个如第一个方面提供的永磁体块结构10。

多个压条30在磁轭20的安装面沿周向间隔排布，相邻两个压条30与安装面形成导轨结构；永磁体块结构10沿磁轭20的轴向设置于导轨结构处；并且永磁体块结构10的底面与安装面相贴合，永磁体块结构10的顶面沿径向凸出于导轨结构，永磁体块结构10的两个侧面分别被相邻两个压条30压紧。

采用上述设计，通过采用本申请实施例的永磁体块结构不仅可以有效降低转子的生产制造成本，而且还可以有效降低本申请实施例转子的运维成本。另外压条的设计不仅可以使得转子的生产制造成本，而且其结构简单可靠易组装生产。

于本申请的一实施例中，如图3所示，导轨结构沿垂直于磁轭20轴向的截面中，导轨结构靠近安装面的宽度大于远离安装面的宽度。采用上述设计，可以使得永磁体块结构10采用卡接的方式设置于导轨结构内，从而可以有效提高本申请实施例的转子的组装及拆卸的效率。

可选地，如图3所示，导轨结构沿垂直于磁轭20轴向的截面为燕尾槽形，永磁体块结构10沿垂直于磁轭20轴向的截面为梯形，燕尾槽形的导轨结构与梯形的永磁体块结构10的两侧面匹配以压紧永磁体块结构10。采用上述设计，不仅可以提高本申请实施例的转子的结构强度，而且还可以进一步提高拆装维护的效率。

于本申请的一实施例中，转子还包括下述至少一项：

压条30为非导磁材质的压条30；

压条30与磁轭20之间的连接方式为焊接或螺接；转子的磁极的外表面包覆有纤维树脂层。

基于同一发明构思，第三个方面，本申请实施例提供一种电机，电机为发电机或电动机，其包括如第二个方面提供的转子。

基于同一发明构思，第四个方面，本申请实施例提供一种风力发电机组，其包括如第三个方面提供的发电机。

应用本申请实施例，至少能够实现如下有益效果：

本申请实施例通过将永磁体块结构的进行分体式设计，相当于减小了永磁体块结构的厚度，有利于重稀土渗透入外磁体，可以通过晶界渗透技术实现将重稀土全面有效渗透入外磁体，从而在确保外磁体内禀矫顽力较高的情况下实现降低成本的效果；另外由于内磁体采用的是低内禀矫顽力的磁体，可以直接采用稀土含量低的磁体，因此可以进一步的降低成本；其于上述两者的效果，进而可以有效实现永磁体块结构的降本效益。另外通过对永磁体块结构的设计，可在风力发电机组上使用晶界渗透磁体，可以有效降低磁体成本，进而可以降低风力发电机组的制造成本。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本说明书的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述仅是本申请的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (12)

1.一种永磁体块结构，其特征在于，包括：内磁体(1)及外磁体(2)，所述外磁体(2)包覆于所内磁体(1)的外表面，并且所述外磁体(2)的内禀矫顽力强度大于所述内磁体(1)的内禀矫顽力强度。

2.如权利要求1所述的永磁体块结构，其特征在于，包括下述至少一项：

所述永磁体块结构外侧包覆有防覆层；

所述外磁体(2)的外表面包覆有防腐层；

所述内磁体(1)与所述外磁体(2)之间设置有防腐层。

3.如权利要求1或2所述的永磁体块结构，其特征在于，所述内磁体(1)为六面体；所述外磁体(2)包括第一磁体(21)、第二磁体(22)、第三磁体(23)及第四磁体(24)；

所述第一磁体(21)及第二磁体(22)分别贴合连接于所述内磁体(1)的平行且相对的顶面和底面上；

所述第三磁体(23)的中部及第四磁体(24)的中部分别贴合连接于所述内磁体(1)的两个相对的侧面上，并且所述第三磁体(23)的两个边部分别与所述第一磁体(21)沿第一方向的一个端面及第二磁体(22)沿第一方向的一个端面贴合，所述第四磁体(24)的两个边部分别与所述第一磁体(21)沿第一方向的另一个端面及第二磁体(22)沿第一方向的另一个端面贴合；所述第一方向为所述内磁体(1)的长度方向。

4.如权利要求3所述的磁体块结构，其特征在于，还包括第五磁体(25)及第六磁体(26)，所述第五磁体(25)的中部及所述第六磁体(26)的中央区域分别贴合连接于所述内磁体(1)的其它两个相对的侧面上，并且所述第五磁体(25)的周边区域与所述第一磁体(21)、第二磁体(22)、第三磁体(23)及第四磁体(24)沿第二方向的一个端面贴合，所述第六磁体(26)的周边区域与所述第一磁体(21)、第二磁体(22)、第三磁体(23)及第四磁体(24)沿第二方向的另一个端面贴合；所述第二方向为所述内磁体(1)的宽度方向。

5.如权利要求4所述的磁体块结构，其特征在于，所述第一磁体(21)至第六磁体(26)以及外磁体(2)中各所述磁体之间的连接方式为粘接，以及所述第一磁体(21)和第六磁体(26)中任一磁体与所述内磁体(1)之间的连接方式为粘接。

6.如权利要求4所述的永磁体块结构，其特征在于，所述第一磁体(21)、第二磁体(22)、第三磁体(23)、第四磁体(24)、第五磁体(25)及第六磁体(26)中的至少一个磁体包括一层或一层以上相叠加连接的外磁层，每个所述外磁层的厚度小于或等于5毫米。

7.如权利要求6所述的永磁体块结构，其特征在于，包括下述至少一项：

任意两相邻外磁层之间的连接方式为粘接；

所述外磁层为晶界渗透磁层。

8.一种转子，其特征在于，包括磁轭(20)、多个压条(30)、以及多个如权利要求1至7中任一项所述的永磁体块结构(10)；

多个所述压条(30)在所述磁轭(20)的安装面沿周向间隔排布，相邻两个所述压条(30)与所述安装面形成导轨结构；所述永磁体块结构(10)沿所述磁轭(20)的轴向设置于所述导轨结构处；并且，

所述永磁体块结构(10)的底面与所述安装面相贴合，所述永磁体块结构(10)的顶面沿径向凸出于所述导轨结构，所述永磁体块结构(10)的两个侧面分别被相邻两个所述压条(30)压紧。

9.如权利要求8所述的转子，其特征在于，所述导轨结构沿垂直于所述磁轭(20)轴向的截面中，所述导轨结构靠近所述安装面的宽度大于远离所述安装面的宽度。

10.如权利要求9所述的转子，其特征在于，所述导轨结构沿垂直于所述磁轭(20)轴向的截面为燕尾槽形，所述永磁体块结构(10)沿垂直于所述磁轭(20)轴向的截面为梯形，所述燕尾槽形的导轨结构与所述梯形的永磁体块结构(10)的两侧面匹配以压紧所述永磁体块结构(10)。

11.一种电机，所述电机为发电机或电动机，其特征在于，包括如权利要求8至10中任一项所述的转子。

12.一种风力发电机组，其特征在于，包括如权利要求11所述的发电机。