[发明专利]超导磁化器

说明书

技术领域

本发明一般地涉及磁化器领域。更具体地，本发明涉及用于在机械构件内设置就位(in-situ)的磁体的磁化器，该机械构件诸如内部永久性磁体机械的转子。

背景技术

许多电机的转子包括产生磁场通量的永久性磁体，该磁场通量与定子电磁地相互作用。电磁相互作用导致在电机内电磁能转换成机械能。

内部永久性磁体电机构成一类电机，其中永久性磁体埋置在转子的体积内。在最初形成的状态下，永久性磁体没有任何净磁矩。然而，电机的设计原则要求设置在转子的体积内的永久性磁体在电机可以置于运行之前处于磁化状态。

本领域已知对磁化过程和组装永久性磁体电机的两种方案。在第一种方案中，永久性磁体在它们被设置在转子的体积内之前进行磁化。此方案从用于电机的工业组装过程的视点而言存在若干缺点。例如，将会意识到完全磁化的永久性磁体块将面临与周围物体之间的电磁相互作用，这又增加了它们的处理过程的复杂性。在第二种方案中，将最初形成的永久性磁体设置在转子内，并使用磁化器来磁化该永久性磁体。

从用于电机的工业组装过程的视点而言，第二种方案也存在若干缺点。例如，对于能够在永久性磁体的位置产生足以磁化永久性磁体的磁场通量的磁化器而言，能量和制造成本是非常高的。典型的现有技术就位的磁化器能够经济地磁化由诸如磁钢和铁磁的材料和等级制成的永久性磁体，此类材料和等级具有低的本征矫顽磁力。此类现有技术就位的磁化器对于磁化表面安装的永久性磁体用途也有限。对于永久性磁体电机许多正在出现的应用(如风力涡轮机应用或牵引应用)将受益于高矫顽磁力的稀土永久性磁体材料。通过现有技术就位的磁化器对此类高矫顽磁力的稀土永久性磁体的就位磁化经济上是不可行的。

因此，非常期望的是这样一种磁化器，其能够经济地在永久性磁体设置在机械构件内的位置处提供用户可限定的磁通量磁场构造，该永久性磁体例如为高矫顽磁力的稀土永久性磁体，该机械构件例如为转子；该磁化器还具有能够轻易适应具有不同尺寸和构造的电机。

发明内容

本发明的实施例涉及能够磁化在诸如转子的机械构件内设置就位的永久性磁体的磁化器。

一种用于磁化在机械构件中安置就位的永久性磁体的磁化器，包括至少一个主超导线圈以及至少两个辅助线圈，该至少一个主超导线圈配置成将第一类型的磁场通量形态(magnetic field flux configuration)投射至第一类型的远侧体积的至少一部分，该至少两个辅助线圈关于该至少一个主超导线圈对称地设置，并配置成将第二类型的磁场通量形态投射至第二类型的远侧体积的至少一部分。

一种磁化在机械构件中就位的永久性磁体的方法，所述方法包括如下步骤：(a)邻近该机械构件设置至少一个主超导线圈，(b)关于该至少一个主超导线圈对称地设置至少两个辅助线圈，以及(c)激励该至少一个主超导线圈和至少两个辅助线圈。

一种磁化器，包括至少一个主超导线圈、至少两个辅助超导线圈和铁磁构件，该至少一个主超导线圈配置成将第一类型的磁场通量形态投射至远侧体积，该至少两个辅助超导线圈关于该至少一个主超导线圈对称地设置并配置成独立地将第二类型的磁场通量形态投射至该远侧体积的至少一部分，铁磁构件构造成支持该磁场通量的至少一部分。

由结合附图提供的本发明的优选实施例的以下详细描述，这些和其他优点和特征将更容易理解。

附图说明

图1是用于使用现有技术磁化器磁化转子的现有技术布置的概略性图示。

图2是描绘对于不同的非限制性永久性磁性材料，作为所施加的磁化磁场的函数的磁化百分比变化的现有技术数据。

图3是根据本发明的一个实施例用于使用磁化器磁化转子的磁化器装置的概略性图示300。

图4以横截面剖切视图和顶部横截面剖切视图图示了一个室，该室设计为低温室。

图5是根据本发明的一个实施例通过磁化器产生的模拟磁场的磁化磁场通量密度分布曲线。

图6是根据本发明的一个实施例，显示对应于图5中显示的磁场通量密度分布曲线沿永久性磁体的长边缘可得到的磁场强度的曲线图。

图7是根据本发明的一个实施例磁化在机械构件内就位的永久性磁体的方法的流程图。

部件列表

100  概略性图示

102  转子

104  现有技术磁化器

106  永久性磁体电机

108  多个永久性磁体

110  多个永久性磁体的“V”形构造

112  磁化器头

114  线圈

116  背铁

118  转子管