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Title:
ELECTRICAL MACHINE WITH A SUPERCONDUCTIVE PERMANENT MAGNET, AND METHOD FOR MAGNETIZING THE PERMANENT MAGNET
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2017/167479
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an electrical machine (100) which is equipped with a superconductive permanent magnet (130), and to a method which allows efficient magnetization of the permanent magnet (130). The permanent magnet (130) is arranged on a permanently installed rotor (110) of the machine (100), whereas the stator (120) of the machine (100), which stator carries the coils (140) required for operation, can be removed from the machine (100) without a great deal of expenditure. A magnetization unit is arranged in the position cleared in this way, which magnetization unit effects magnetization of the permanent magnet (130) as soon as it is in the superconducting state, that is to say when the temperature of the permanent magnet (130) is correspondingly low. After the magnetization process, the magnetization unit is again replaced by the actual stator (120), wherein the cooling of the permanent magnet (130) is maintained, so that the impressed magnetization is retained. In order to allow removal and insertion both of the stator (120) and also of the magnetization unit, these components are of segmented design.

Inventors:
FILIPENKO MYKHAYLO (DE)
GRUNDMANN JÖRN (DE)
WILKE MARKUS (DE)
Application Number:
PCT/EP2017/052597
Publication Date:
October 05, 2017
Filing Date:
February 07, 2017
Export Citation:
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Assignee:
SIEMENS AG (DE)
International Classes:
H02K1/27; H02K1/02; H02K15/03; H02K55/02
Domestic Patent References:
WO2015147068A12015-10-01
WO1999004477A21999-01-28
Foreign References:
DE102011077054A12012-12-13
DE102009049889A12011-04-21
DE102013225093A12015-06-11
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Claims:
Patentansprüche

1. Elektrische Maschine (100) mit zwei Komponenten (110, 120) ,

wobei

- die beiden Komponenten (110, 120) gegeneinander rotierbar sind,

- eine erste der beiden Komponenten (110, 120) einen supra- leitfähigen Permanentmagneten (130) zur Erzeugung eines ersten Magnetfeldes trägt und

- eine zweite der beiden Komponenten, die zumindest im Be¬ triebszustand der elektrischen Maschine (100) an einer vor¬ gegebenen Position in der elektrischen Maschine (100) angeordnet ist, einen zu einer Spule (140) aufgewickelten elektrischen Leiter trägt,

und wobei

- die zweite Komponente (120) zum Magnetisieren des Perma¬ nentmagneten (130) aus der vorgegebenen Position herausnehmbar und durch eine Magnetisierungseinheit (200) zur Magnetisierung des supraleitfähigen Permanentmagneten (130) ersetzbar ist.

2. Elektrische Maschine (100) nach Anspruch 1, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass die erste Komponente (110) ein Rotor der elektrischen Maschine (100) und die zweite Komponente (120) ein Stator der elektrischen Maschine (100) ist.

3. Elektrische Maschine (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 2, wobei die elektrische Maschine (100) eine gegenüber der Maschine (100) rotierbare Welle (150) aufweist, auf der die erste Komponente (110) befestigt ist, und um die die zweite Komponente (120) herum angeordnet ist, dadurch gekennzeich¬ net, dass die zweite Komponente (120) in ihrer Umfangsrich- tung segmentiert ist, so dass sie auseinandernehmbar und so- mit segmentweise sowohl aus der elektrischen Maschine (100) herausnehmbar als auch in die elektrische Maschine (100) um die Welle (150) herum einsetzbar ist.

4. Elektrische Maschine (100) nach Anspruch 3, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass die Magnetisierungseinheit (200) in ihrer Umfangsrichtung segmentiert ist, so dass sie auseinandernehmbar und somit segmentweise sowohl in die elektrische Maschine (100) um die Welle (150) herum einsetzbar als auch aus der elektrischen Maschine (100) herausnehmbar ist.

5. Elektrische Maschine (100) nach einem der Ansprüche 3 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Komponente (110) ein Mehrfachrotor, insbesondere ein Doppelrotor, mit zumindest zwei Rotorscheiben (111, 112) ist, wobei

- die Welle (150) die Rotorscheiben (111, 112) miteinander verbindet,

- die zweite Komponente (120) zumindest im Betriebszustand der elektrischen Maschine (100) zwischen den Rotorscheiben

(111, 112) und um die Welle (150) herum angeordnet ist.

6. Elektrische Maschine (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetisierungseinheit (200) einen Magnetkreis mit zumindest einer Spulenanordnung (211) aufweist, in die zum Magnetisieren des Permanentmagne¬ ten (130) ein elektrischer Strom, insbesondere ein Strompuls, einspeisbar ist, so dass die Spulenanordnung (211) ein Magnetfeld erzeugt, welches eine magnetisierende Wirkung auf den Permanentmagneten (130) bewirkt.

7. Elektrische Maschine (100) nach Anspruch 6, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass der Magnetkreis eine Einrichtung (212) zur Führung des von der Spulenanordnungen (211) erzeugten Magnet- feldes zum Permanentmagneten (130) aufweist.

8. Elektrische Maschine (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich die erste Komponente (110) mit dem supraleitfähigen Permanentmagneten (130) in ei- nem gegenüber der elektrischen Maschine (100) und insbesonde¬ re gegenüber der zweiten Komponente (120) thermisch isolierten Raum (160) befindet.

9. Elektrische Maschine (100) nach Anspruch 8, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass ein zur Kühlung des supraleitfähigen Permanentmagneten (130) benötigtes kryogenes Medium durch eine Welle (150) der ersten Komponente (110) in den thermisch iso- Herten Raum (160) und so zu dem supraleitfähigen Permanentmagneten (130) führbar ist.

10. Verfahren zum Magnetisieren eines supraleitfähigen Permanentmagneten (130) einer elektrischen Maschine (100), wobei die Maschine (100) zumindest im Betriebszustand zwei gegenei¬ nander rotierbar Komponenten (110, 120), insbesondere eine rotierbare Komponente (110) und eine statische Komponente (120), aufweist, wobei

- der Permanentmagnet (130) an einer ersten (110) der beiden Komponenten (110, 120) angeordnet ist, vorzugsweise an der rotierbaren Komponente (110) der Maschine (100),

- eine zweite (120) der beiden Komponenten (110, 120) im Be¬ triebszustand der Maschine (100) an einer vorgegebenen Po¬ sition in der Maschine (100) angeordnet ist und, insbeson- dere zum Magnetisieren des Permanentmagneten (130), aus der elektrischen Maschine (100) herausnehmbar ist,

wobei zum Magnetisieren des Permanentmagneten (130)

- die herausnehmbare Komponente (120) aus ihrer vorgegebenen Position in der Maschine (100) entfernt wird, falls sich die herausnehmbare Komponente (120) an der vorgegebenen Po¬ sition befindet,

- der supraleitfähige Permanentmagnet (130) auf eine Be¬ triebstemperatur gekühlt wird, bei der der supraleitfähige Permanentmagnet (130) in den supraleitenden Zustand über- geht, und eine Magnetisierungseinheit (200) in die elektri¬ sche Maschine (100) an der vorgegebenen Position eingesetzt wird und

- die eingesetzte Magnetisierungseinheit (200) den Permanent¬ magneten (130) magnetisiert .

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Magnetisieren des Permanentmagneten (130) - die Magnetisierungseinheit (200) aus der elektrischen Ma¬ schine (100) entfernt wird und

- die herausnehmbare Komponente (120) an der vorgegebenen Po¬ sition eingesetzt wird.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zum Kühlen des Permanentmagneten (130) ein kryogenes Medium durch eine Welle (150) der rotierbaren Komponente zu dem Permanentmagneten (130) geleitet wird.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetisierungseinheit (200) eine Spu¬ lenanordnung (211) aufweist, wobei zum Magnetisieren des Permanentmagneten ein elektrischer Strom, insbesondere ein

Strompuls, in die Spulenanordnung (211) eingespeist wird, so dass die Spulenanordnung (211) ein Magnetfeld erzeugt, wel¬ ches auf den Permanentmagneten (130) wirkt und diesen magne- tisiert . 14. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetisierungseinheit (200) in die elektrische Maschine (100) eingesetzt wird, bevor das Kühlen des Permanentmagneten (130) begonnen wird. 15. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetisierungseinheit (200) in die elektrische Maschine (100) eingesetzt wird, nachdem das Küh¬ len des Permanentmagneten (130) begonnen wurde.

Description:
Beschreibung

Elektrische Maschine mit supraleitfähigem Permanentmagneten und Verfahren zum Magnetisieren des Permanentmagneten

Die Erfindung betrifft eine elektrische Maschine, die mit ei ¬ nem supraleitfähigen Permanentmagneten ausgestattet ist, sowie ein Verfahren, welches ein effizientes Magnetisieren des Permanentmagneten erlaubt.

Zur Klassifizierung einer elektrischen Maschine kann unter anderem das sogenannte Leistungsgewicht verwendet werden, welches die von der Maschine erbringbare Leistung ins Ver ¬ hältnis zu ihrem Gewicht setzt und in der Regel in kW/kg an- gegeben wird. Während für viele technische Anwendungen Leis ¬ tungsgewichte in Größenordnungen bis zu 2kW/kg ausreichend sind, benötigt man bspw. für die Elektrifizierung der Luftfahrt elektrische Maschinen mit Leistungsgewichten von mindestens 20kW/kg. Ein bekannter Ansatz zur Erhöhung des Leis- tungsgewichtes einer elektrischen Maschine wird bspw. in der DE102013225093A1 beschrieben.

Die Leistungsdichte einer elektrischen Maschine skaliert di ¬ rekt mit der magnetischen Flussdichte, die durch die in der elektrischen Maschine zum Einsatz kommenden Elektro- oder

Permanentmagnete erzeugbar ist. Dieser Zusammenhang erlaubt eine signifikante Erhöhung des Leistungsgewichtes ohne we ¬ sentliche Veränderung der Topologie der elektrischen Maschine, wenn bspw. konventionelle Magnete durch supraleitende Magnete ersetzt werden, da mit diesen höhere magnetische Flussdichten generiert werden können.

Ein Ansatz zur Erhöhung der Leistungsdichte besteht daher darin, die elektrische Maschine mit Magneten aus supraleitfähi- gen Materialien auszustatten. Derartige Materialien können bei entsprechenden Temperaturen magnetische Flussdichten in Größenordnungen erzeugen, die ein Vielfaches der mit konventionellen Magneten erzeugbaren Flussdichten betragen. Bspw. ist es möglich, mit einem Magneten aus YBCO (Yttrium-Barium- Kupfer-Oxid) bei ca. 30K ein Magnetfeld mit einer magneti ¬ schen Flussdichte von bis zu 8T zu erzeugen, während ein konventioneller Magnet, bspw. bestehend aus NeFeB, Flussdichten in Größenodnungen von ca. 1,2T generiert.

Die zu verwendenden supraleitfähigen Permanentmagnete werden zunächst, d.h. vor dem Einbau in die elektrische Maschine, bei entsprechender Temperatur separat magnetisiert . Anschlie ¬ ßend werden die Magnete in die elektrische Maschine einge ¬ baut, wobei es sich jedoch als problematisch erweist, dass auch während des Einbaus die kryogene Umgebung des Magneten aufrecht erhalten werden muss, um sicherzustellen, dass der Magnet seine magnetischen Eigenschaften bzw. sein Magnetfeld beibehält. Diese Vorgehensweise erscheint daher aufwändig und wenig zielführend.

Um diese Problematik zu umgehen, kann der supraleitfähige Magnet unmagnetisiert in die elektrische Maschine eingebaut werden. Anschließend wird ein durch eine Komponente der elektrischen Maschine aufbaubares Magnetfeld, bspw. ein

Statorfeld, verwendet, um den supraleitfähigen Magneten zu mangetisieren, bevor die Maschine betrieben wird. Hierzu müsste also die genannte Komponente, bspw. der Stator bzw. dessen Statorwicklungen, sowohl als Magnetisierungseinheit als auch für den eigentlichen Betrieb der elektrischen Maschine verwendet werden. Aufgrund der kombinierten Verwendung der Komponente in ihrer eigentlichen Funktion und zusätzlich als Magnetisierungseinheit lassen sich nur moderat hohe

Flussdichten in den supraleitenden Magneten erreichen, da die Komponente aufgrund ihrer hybriden Funktion nicht optimal ausgelegt werden kann. So würde sie bei optimaler Auslegung für die Magnetisierungszwecke in ihrer eigentlichen Funktion zum Betreiben der elektrischen Maschine nicht optimal ausgelegt sein und umgekehrt.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine effizient verwendbare elektrische Maschine sowie ein entspre- chendes Verfahren anzugeben, wobei sich die Verwendung sowohl auf die Vorbereitung der Maschine insbesondere bezüglich der Magnetisierung des Permanentmagneten als auch auf den eigentlichen Betrieb der Maschine bezieht.

Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 beschriebene elektrische Maschine sowie durch das in Anspruch 10 beschrie ¬ bene Verfahren gelöst. Die Unteransprüche beschreiben vor ¬ teilhafte Ausgestaltungen.

Die elektrische Maschine weist zwei gegeneinander rotierbare Komponenten auf, wobei eine erste der beiden Komponenten einen supraleitfähigen Permanentmagneten zur Erzeugung eines ersten Magnetfeldes trägt. Eine zweite der beiden Komponen- ten, die zumindest im Betriebszustand der elektrischen Ma ¬ schine an einer vorgegebenen Position in der elektrischen Maschine angeordnet ist, trägt einen zu einer Spule aufgewi ¬ ckelten elektrischen Leiter. Die zweite Komponente zum Magne- tisieren des Permanentmagneten ist aus der vorgegebenen Posi- tion herausnehmbar und durch eine Magnetisierungseinheit zur Magnetisierung des supraleitfähigen Permanentmagneten ersetzbar, wobei also die Magnetisierungseinheit ebenfalls an der vorgegebenen Position einsetzbar ist. Die beiden Komponenten sind im Betriebszustand der Maschine derart zueinander angeordnet, dass das erste Magnetfeld und die Spule derart in Wechselwirkung miteinander treten, so dass die elektrische Maschine aufgrund der Wechselwirkung in einem ersten Betriebszustand als Generator und/oder in einem zweiten Betriebszustand als Elektromotor arbeitet. In dem ersten Betriebszustand der elektrischen Maschine als Genera ¬ tor wird somit bei gegeneinander rotierenden Komponenten in der Spule aufgrund der Wechselwirkung eine Spannung induziert, während im zweiten Betriebszustand der elektrischen Maschine als Elektromotor bei Stromfluss durch die Spule auf ¬ grund der Wechselwirkung eine gegenseitige Rotation der Komponenten verursacht wird. Die Erfindung geht davon aus, dass der bzw. in der Regel die zu magnetisierenden supraleitfähigen Permanentmagnete der ersten Komponente der elektrischen Maschine zunächst im We ¬ sentlichen unmagnetisiert und bei Normaltemperatur in die elektrische Maschine eingebaut werden. Die Permanentmagnete können sich in einem unmagnetisierten oder zumindest niedrig magnetisierten Zustand befinden, bspw. bevor die Maschine zum ersten Mal in Betrieb genommen wird oder wenn bspw. zu Wartungszwecken die Kühlung der Magnete unterbrochen wird, so dass der supraleitende Zustand nicht aufrecht erhalten werden kann .

Sobald die Permanentmagnete ausreichend gekühlt sind, so dass sie in den supraleitenden Zustand übergehen, wird bspw. an dem Ort, an dem üblicherweise der Stator der elektrischen Maschine positioniert ist, d.h. an der vorgegebenen Position, die austauschbare Magnetisierungseinheit derart in die elekt ¬ rische Maschine eingebaut, dass ein durch die Magnetisie ¬ rungseinheit bereitgestelltes Magnetfeld bewirkt, dass die supraleitenden Permanentmagnete magnetisiert werden. Nach Ab- schluss der Magnetisierung wird die Magnetisierungseinheit entfernt und der Stator wird stattdessen eingesetzt, so dass der Normalbetrieb der elektrischen Maschine ermöglicht wird. Dabei wird die Kühlung ununterbrochen aufrecht erhalten, so dass die Permanentmagnete im supraleitenden Zustand verblei ¬ ben .

Die Erfindung ermöglicht es, die supraleitfähigen Permanent ¬ magnete auf vergleichsweise hohe magnetische Flussdichten zu bringen und somit die Leistungsdichte zu steigern. Dies wird dadurch erreicht, dass zum Magnetisieren der supraleitfähigen Permanentmagnete eine speziell für diesen Zweck ausgelegte Magnetisierungseinrichtung verwendet wird, anstatt bspw. den zwar hierfür verwendbaren, jedoch nicht auf diese Verwendung optimierten Stator zu benutzen. Dieser Vorteil ergibt sich daraus, dass die zweite Komponente austauschbar ist, so dass einerseits zum Magnetisieren und andererseits für den eigent ¬ lichen Betrieb der elektrischen Maschine jeweils eine für den jeweiligen Zweck optimierte Komponente verwendet werden kann, nämlich die Magnetisierungseinheit bzw. die zweite Komponen ¬ te . Die erste Komponente kann ein Rotor der elektrischen Maschine und die zweite Komponente kann ein Stator der elektrischen Maschine sein. Der Rotor mit dem Permanentmagneten und der Stator mit der Spule sind im Betriebszustand der Maschine derart zueinander angeordnet, dass das erste Magnetfeld des Permanentmagneten und die am Stator angeordnete Spule derart in Wechselwirkung miteinander treten, dass die elektrische Maschine aufgrund der Wechselwirkung wie oben beschrieben im ersten Betriebszustand als Generator und/oder im zweiten Betriebszustand als Elektromotor arbeitet.

Die elektrische Maschine weist eine gegenüber der Maschine rotierbare Welle auf, auf bzw. an der die erste Komponente befestigt ist, so dass sie ggf. mit der Welle rotiert. Die zweite Komponente ist um die Welle herum angeordnet, so dass sich die Welle in oder durch eine entsprechende Öffnung in der zweiten Komponente erstreckt. Die zweite Komponente zeichnet sich dadurch aus, dass sie in ihrer Umfangsrichtung segmentiert, also aus mehreren Segmenten zusammengesetzt ist, so dass sie auseinandernehmbar und somit segmentweise, d.h. in den Segmenten entsprechenden Einzelteilen, sowohl aus der elektrischen Maschine herausnehmbar als auch in die elektrische Maschine um die Welle herum einsetzbar ist. Im zusammengesetzten Zustand bilden die Segmente der zweiten Komponente einen Ring, d.h. ein im Wesentlichen achssymmetrisches Gebil- de mit einer zentralen Öffnung.

Die Magnetisierungseinheit kann ebenfalls in ihrer Umfangs- richtung segmentiert, also aus mehreren Segmenten zusammenge ¬ setzt sein, so dass sie auseinandernehmbar und somit segment- weise, d.h. in den Segmenten entsprechenden Einzelteilen, sowohl in die elektrische Maschine um die Welle herum einsetz ¬ bar als auch aus der elektrischen Maschine herausnehmbar ist. Im zusammengesetzten Zustand bilden die Segmente der Magneti- sierungseinheit einen Ring, d.h. ein im Wesentlichen achssymmetrisches Gebilde mit einer zentralen Öffnung. Näherungswei ¬ se kann die Gestalt der Magnetisierungseinheit derjenigen der zweiten Komponente im Wesentlichen ähneln.

Die Segmentierungen der zweiten Komponente und der Magnetisierungseinheit ermöglichen jeweils ein vergleichsweise ein ¬ faches Ein- und Ausbauen des jeweiligen Bauteils in und aus der elektrischen Maschine.

Die erste Komponente kann bspw. ein Mehrfachrotor, insbesondere ein Doppelrotor, mit zumindest zwei Rotorscheiben sein, wobei die bereits erwähnte Welle die Rotorscheiben miteinan ¬ der verbindet. Die zweite Komponente ist zumindest im Be- triebszustand der elektrischen Maschine zwischen den Rotorscheiben und um die Welle herum angeordnet, d.h. die vorgege ¬ bene Position befindet sich zwischen den Rotorscheiben.

Die Magnetisierungseinheit kann einen Magnetkreis mit zumin- dest einer Spulenanordnung aufweisen. In die Spulenanordnung ist zum Magnetisieren des Permanentmagneten ein elektrischer Strom, insbesondere ein Strompuls, einspeisbar, so dass die Spulenanordnung ein Magnetfeld erzeugt, welches eine magneti- sierende Wirkung auf den Permanentmagneten bewirkt. Zusätz- lieh kann der Magnetkreis eine Einrichtung bspw. aus Eisen zur Unterstützung der Führung des von der Spulenanordnungen erzeugten Magnetfeldes bzw. des magnetischen Flusses zum Permanentmagneten aufweist, mit der sicher gestellt werden kann, dass die von den Spulenanordnungen erzeugten Magnetfelder mit größtmöglicher Effizienz auf die Permanentmagnete wirken.

Die erste Komponente mit dem supraleitfähigen Permanentmagne ¬ ten befindet sich in einem gegenüber der elektrischen Maschine und insbesondere gegenüber der zweiten Komponente ther- misch isolierten Raum. Somit ist es möglich, die zweite Komponente bzw. die Magnetisierungseinheit jeweils Aus- bzw. Einzubauen, ohne dass die Kühlung und damit der supraleitende Zustand des Permanentmagneten aufgegeben werden muss. Dabei kann ein zur Kühlung des supraleitfähigen Permanentmagneten benötigtes kryogenes Medium durch die Welle der ersten Komponente, auf der die erste Komponente befestigt ist, so dass sie ggf. mit der Welle rotiert, in den thermisch iso ¬ lierten Raum und so zu dem supraleitfähigen Permanentmagneten geführt werden. Die Welle ist dementsprechend hohl und weist an geeigneter Stelle eine oder mehrere Öffnungen auf, so dass das Medium durch die hohle Welle zu den Öffnungen und durch die Öffnungen in den thermisch isolierten Raum gelangen kann.

Um einen supraleitfähigen Permanentmagneten der oben beschriebenen elektrischen Maschine zu magnetisieren und zum Betreiben dieser elektrischen Maschine, welche zumindest im Betriebszustand zwei gegeneinander rotierbare Komponenten aufweist, insbesondere eine statische Komponente und eine rotierbare Komponente, wird zunächst die herausnehmbare Kom ¬ ponente aus ihrer vorgegebenen Position in der Maschine entfernt wird, falls sich die herausnehmbare Komponente an der vorgegebenen Position befindet. Sollte sich die herausnehmba ¬ re Komponente nicht in der Maschine bzw. an der vorgegebenen Position befinden, entfällt dieser Schritt natürlich. Der supraleitfähige Permanentmagnet wird auf eine Betriebstempe ¬ ratur gekühlt, bei der der supraleitfähige Permanentmagnet in den supraleitenden Zustand übergeht, und eine Magnetisie ¬ rungseinheit wird in die elektrische Maschine an der vorgege ¬ benen Position eingesetzt. Dabei kommt es nicht zwangsläufig darauf an, in welcher Reihenfolge der Schritt des Kühlens des Permanentmagneten und der Schritt des Einsetzens der Magneti- sierungseinheit ausgeführt werden. Schließlich wird die ein ¬ gesetzte Magnetisierungseinheit aktiviert, um den Permanent ¬ magneten zu magnetisieren. Hierfür muss dieser im supraleitenden Zustand sein. Der Permanentmagnet ist an einer ersten der beiden Komponenten angeordnet, vorzugsweise an der rotierbaren Komponente der Maschine. Eine zweite der beiden Komponenten ist im Be ¬ triebszustand der Maschine an der vorgegebenen Position in der Maschine angeordnet und ist, insbesondere zum Magnetisie ¬ ren des Permanentmagneten, aus der elektrischen Maschine herausnehmbar ist, wobei die herausnehmbare Komponente jedoch für einen regulären Betrieb der elektrischen Maschine als Ge- nerator oder als Elektromotor notwendig ist.

Nach dem Magnetisieren des Permanentmagneten und bevor die elektrische Maschine in den Betriebszustand versetzt wird, wird die Magnetisierungseinheit aus der elektrischen Maschine entfernt und die herausnehmbare Komponente wird an der vorge ¬ gebenen, nun wieder freien Position eingesetzt.

Zum Kühlen des Permanentmagneten wird ein kryogenes Medium durch eine Welle der rotierbaren Komponente zu dem Permanent- magneten geleitet.

Die Magnetisierungseinheit weist eine Spulenanordnung auf, die mit einer Stromquelle verbindbar ist, wobei zum Magneti ¬ sieren des Permanentmagneten ein elektrischer Strom, insbe- sondere ein Strompuls, in die Spulenanordnung eingespeist wird, so dass die Spulenanordnung ein Magnetfeld erzeugt, welches auf den Permanentmagneten wirkt und diesen magneti- siert . Die Magnetisierungseinheit kann in die elektrische Maschine eingesetzt werden, bevor das Kühlen des Permanentmagneten begonnen wird. Alternativ kann die Magnetisierungseinheit in die elektrische Maschine eingesetzt werden, nachdem das Küh ¬ len des Permanentmagneten begonnen wurde, insbesondere erst dann, wenn der Permanentmagnet auf die Betriebstemperatur oder darunter gekühlt ist.

Weitere Vorteile und Ausführungsformen ergeben sich aus den Zeichnungen und der entsprechenden Beschreibung.

Der Begriff „supraleitfähig" soll aussagen, dass eine mit diesem Begriff näher beschriebene bzw. gekennzeichnete Kompo ¬ nente aus einem Material besteht bzw. ein solches Material aufweist, welches bei entsprechender Temperatur supraleitende Eigenschaften entwickelt bzw. supraleitend wird. Eine solche „supraleitfähige Komponente", bspw. ein supraleitfähiger Per ¬ manentmagnet, ist also unterhalb der vom Material abhängigen Sprungtemperatur supraleitend. Wenn die Temperatur jedoch entsprechend höher ist als die Sprungtemperatur, ist die sup- raleitfähige Komponente normalleitend.

Für den Fall, dass Begriffe wie „radial", „axial", „Umfangs- richtung" etc. verwendet werden, die sich regelmäßig auf eine Achse beziehen, so entspricht diese Achse der Rotationsachse des Rotors 110 der elektrischen Maschine 100. Ein radialer Abstand entspricht also dem Abstand von dieser Achse, während sich eine Umfangsrichtung im Wesentlichen entlang eines Um- fangs eines gedachten Kreises erstreckt, dessen Normalen ¬ vektor parallel zu der genannten Achse ist und durch dessen Mittelpunkt sich die Achse erstreckt.

Die Begriffe „Ring" bzw. „ringförmig" beziehen sich nicht ausschließlich auf einen Kreisring, sondern umfassen auch andere zylindrische Formen, bspw. einen Zylinder mit quadrati ¬ schem, fünf- oder auch sechseckigem Querschnitt etc.

Es wird konkret zwischen einen Betriebszustand und einem Mag- netisierungszustand der elektrischen Maschine unterschieden. Im Betriebszustand wird die elektrische Maschine regulär und entsprechend ihrem vorgesehenen Verwendungszweck betrieben, d.h. als Elektromotor oder als Generator. Im Magnetisierungszustand dagegen befindet sich die elektrische Maschine dann, wenn die supraleitfähigen Permanentmagnete der Maschine für einen späteren Betrieb magnetisiert werden bzw. werden sollen .

Im Folgenden werden die Erfindung und beispielhafte Ausfüh- rungsformen anhand von Zeichnungen näher erläutert. Dort werden gleiche Komponenten in verschiedenen Figuren durch gleiche Bezugszeichen gekennzeichnet. Es zeigen:

FIG 1 eine elektrische Maschine in einer ersten Ausfüh ¬ rungsform in radialer Ansicht,

FIG 2 eine elektrische Maschine in einer zweiten Ausfüh ¬ rungsform in axialer Ansicht,

FIG 3 eine Magnetisierungseinheit für die zweite Ausfüh ¬ rungsform in axialer Ansicht,

FIG 4 einen Querschnitt des elektrischen Leiters in einer zweiten Variante der zweiten Ausführungsform,

FIG 5 einen Doppelrotor gemäß erster Ausführungsform

FIG 6 den Doppelrotor mit eingesetzter Magnetisierungseinheit mit noch nicht vollständig magnetisierten Perma ¬ nentmagneten,

FIG 7 den Doppelrotor mit eingesetzter Magnetisierungseinheit mit vollständig magnetisierten Permanentmagne ¬ ten,

FIG 8 den Doppelrotor nach Abschluss der Magnetisierung

während des Entfernens der Magnetisierungseinheit, FIG 9 das Einsetzen des Stators in die elektrische Maschi ¬ ne,

FIG 10 den Doppelrotor mit eingesetztem Stator.

Die FIG 1 zeigt eine elektrische Maschine 100 in stark ver- einfachter Darstellung. Die elektrische Maschine 100 weist im Betriebszustand eine rotierbare Komponente 110 sowie eine statische Komponente 120 auf, wobei im Betriebszustand die rotierbare Komponente 110 gegenüber der statischen Komponente 120 und gegenüber der Maschine 100 rotierbar ist. An einer ersten Komponente der beiden Komponenten 110, 120, bspw. an der rotierbaren Komponente 110, sind mehrere supraleitfähige Permanentmagnete 130 zur Erzeugung eines ersten Magnetfeldes Bl angeordnet, während an einer zweiten Komponente der beiden Komponenten 110, 120, im genannten Beispiel also konsequen- terweise an der statischen Komponente 120, mehrere Spulen 140 angeordnet sind. Die Komponenten 110, 120 sind im Betriebszustand der Maschine 100 derart zueinander angeordnet, dass das erste Magnetfeld Bl der supraleitfähigen Permanentmagnete 130 und die Spulen 140 derart in Wechselwirkung miteinander treten, dass die elektrische Maschine 100 aufgrund der Wechselwirkung in einem ersten Betriebsmodus als Generator und/oder in einem zweiten Betriebsmodus als Elektromotor arbeitet. Die Arbeitsweise der elektrischen Maschine 100 basiert also auf dem an sich be ¬ kannten Konzept, dass die beiden Komponenten 110, 120 elekt- romagnetisch miteinander wechselwirken, so dass die elektrische Maschine 100 in einem der beiden Betriebsmodi arbeiten kann. Dieses Konzept einer elektrischen Maschine ist bekannt. Die rotierbare Komponente 110 ist bspw. ein Rotor und die statische Komponente 120 ist ein Stator der elektrischen Ma- schine 100.

Arbeitet die elektrische Maschine 100 als Generator, so wer ¬ den der Rotor 110 und mit ihm die supraleitfähigen Permanentmagnete 130 bspw. über eine Welle 150 in Rotation versetzt, so dass in den Spulen 140 des Stators 120 elektrische Span ¬ nungen induziert werden. Soll die elektrische Maschine 100 als Elektromotor arbeiten, so werden die Spulen 140 mit elektrischem Strom beaufschlagt, so dass aufgrund der Wech ¬ selwirkung der hiermit erzeugten Magnetfelder mit dem Feld Bl der supraleitfähigen Permanentmagnete 130 ein Drehmoment auf den Rotor 110 wirkt.

Grundsätzlich ist es auch denkbar, dass die Permanentmagnete 130 nicht an der rotierbaren Komponente 110 angeordnet sind, sondern an der statischen Komponente 120. Die Spulen 140, in die je nach Betrieb Spannungen induziert werden bzw. die mit einem Strom beaufschlagt werden sollen, sind in diesem Fall an der rotierbaren Komponente 110 angeordnet und können bspw. über Bürsten oder andere geeignete Übertrager mit einem elektrischen Verbraucher oder mit einer Stromquelle verbunden werden (nicht dargestellt) . Diese Ausführungsvariante wird im Folgenden jedoch nicht näher erläutert, da es für die eigent ¬ liche Erfindung keine wesentliche Rolle spielt, an der beiden Komponenten 110, 120 die supraleitfähigen Permanentmagnete 130 bzw. die Spulen 140 jeweils angeordnet sind.

Wie bereits erwähnt sind die beiden Komponenten 110, 120 im Betriebszustand derart zueinander angeordnet, dass das erste Magnetfeld Bl der Permanentmagnete 130 und die Spulen 140 miteinander in Wechselwirkung treten können, so dass die beiden Betriebsmodi der elektrischen Maschine 100 realisierbar sind. Insbesondere ist die zweite Komponente 120, welche die Spulen 140 trägt, im Betriebszustand der Maschine 100 an ei ¬ ner vorgegebenen Position in der Maschine 100 angeordnet. Für den Fall, dass sich die zweite Komponente 120 nicht an der vorgegebenen Position befindet, ist ein regulärer Betrieb der elektrischen Maschine 100, sei es als Elektromotor oder als Generator, nicht möglich. Die zweite Komponente 120 zeichnet sich jedoch dadurch aus, dass sie aus der vorgegebenen Position herausnehmbar ist, um Platz für eine Magnetisierungseinheit 200 zu schaffen, die ihrerseits dazu dient, die an der ersten Komponente 110 angeordneten supraleitfähigen Perma- nentmagneten 130 zu magnetisieren, bevor die elektrische Maschine 100 betrieben wird. Bevor die Permanentmagnete 130 je ¬ doch magnetisiert werden, sind sie in den supraleitenden Zustand zu versetzen. Um dies zu erreichen, müssen die supraleitfähigen Permanentmagnete 130 zunächst auf eine entsprechend niedrige Tempera ¬ tur gebracht werden. Der Rotor 110, an dem die supraleitfähigen Magnete 130 angeordnet sind, wird hierzu durch ein kryogenes Medium, bspw. durch flüssigen Stickstoff, flüssigen Wasserstoff oder flüssiges Neon, auf diese Temperatur abge ¬ kühlt. Der Rotor 110 ist Teil eines in sich abgeschlossenen thermischen Systems und vom Stator 120 sowie von anderen Komponenten der elektrischen Maschine 100, welche nicht supra- leitfähig sind, thermisch unabhängig bzw. isoliert. Dies ist in FIG 1 durch die gestrichelte Linierung angedeutet, welche einen thermisch isolierten Raum 160 symbolisiert, in dem sich der Rotor 110 bzw. die Rotorscheiben 111, 112 mit den Permanentmagneten 130 befinden. Das zur Kühlung benötigte kryogene Medium kann bspw. von außerhalb der elektrischen Maschine 100 durch die Welle 150 in den thermisch isolierten Raum 160 und so zu den Magneten 130 geführt werden. Sobald die Permanentmagnete 130 im supraleitenden Zustand sind, kann die Magnetisierung der Magnete 130 veranlasst wer ¬ den. Die so erzeugbare Magnetisierung hält an, solange der supraleitende Zustand beibehalten wird, d.h. solange sich die Temperatur auf ausreichend niedrigem Niveau befindet. Wie einleitend beschrieben ist ein für den eigentlichen Betrieb der elektrischen Maschine 100 ausgelegter und optimierter Stator 120 bzw. dessen Spulen 140 nicht ideal geeignet, um die maximal mögliche Magnetisierung der supraleitenden Permanentmagnete 130 zu erzeugen. Der Stator 120 wird daher zum Zwecke der Magnetisierung aus der vorgegebenen Position in der elektrischen Maschine 100, an der er sich Betriebszustand der Maschine 100 befinden muss, entfernt bzw. herausgenommen. Anschließend wird die Magnetisierungseinheit 200 an der ent ¬ sprechenden Position eingesetzt. Dies ist in der FIG 2 ange- deutet.

Wenn sich die Magnetisierungseinheit 200 an der entsprechen ¬ den Position befindet und die Permanentmagnete 130 ausrei ¬ chend gekühlt sind, so dass sie sich im supraleitenden Zu- stand befinden, wird die Magnetisierungseinheit 200 akti ¬ viert. Die Magnetisierungseinheit 200 erzeugt dann ihrerseits ein Magnetfeld, welches auf die nun supraleitenden Permanent ¬ magnete 130 wirkt und diese magnetisiert . Hierzu kann die Magnetisierungseinheit 200 einen Magnetkreis mit einer oder mehreren Spulenanordnungen 211 aufweisen, in die zum Magnetisieren der Permanentmagnete 130 ein elektrischer Strom, insbesondere ein Strompuls, eingespeist wird, so dass die Spulenanordnung 211 ein Magnetfeld erzeugt, welches die beschriebene magnetisierende Wirkung auf die Permanent ¬ magnete 130 entfaltet. Der Magnetkreis kann ggf. zusätzlich eine Einrichtung 212 bspw. aus Eisen zur Unterstützung der Magnetflussführung aufweisen, mit der sicher gestellt werden kann, dass die von den Spulenanordnungen 211 erzeugten Magnetfelder mit größtmöglicher Effizienz auf die Permanentmagnete 130 wirken. Während in der FIG 2 die Magnetisierungseinheit 200 als Ganzes und ohne weitere Details dargestellt ist, findet sich in der FIG 4 ein Beispiel für einen solchen Magnetkreis mit Spulenanordnungen 211 und Einrichtung 212 zur Unterstützung der Magnetflussführung.

Die Geometrie der Magnetisierungseinheit 200 und insbesondere die Positionierung der Spulenanordnungen 211 in der Magnetisierungseinheit 200 ist idealerweise auf die Anordnung der Permanentmagnete 130 an der ersten Komponente 110 abgestimmt, so dass der Einfluss der von den Spulenanordnungen 211 erzeugten Magnetfelder auf die Permanentmagnete 130 maximal ist und somit eine größtmögliche Magnetisierung der Permanentmag ¬ nete 130 bewirkt wird.

Nach dem Magnetisieren der Permanentmagnete 130 wird die Mag ¬ netisierungseinheit 200 wieder aus der elektrischen Maschine 100 entfernt und die herausnehmbare zweite Komponente 120 bzw. der Stator 120 wird wieder an der vorgegebenen Position eingesetzt. Damit ist es möglich, die elektrische Maschine 100 in den regulären Betriebszustand zu versetzen. Die Kühlung der Permanentmagnete 130 wird hierbei ununterbrochen aufrecht erhalten.

In einer ersten beispielhaften Ausführungsform ist die erste Komponente 110 bzw. der Rotor 110 der elektrischen Maschine 100 wie in den FIG 1 und 2 angedeutet als Doppelrotor 110 ausgebildet. Die elektrische Maschine 100 kann in dieser Aus ¬ führungsform bspw. eine Axialflussmaschine sein. Der Doppel ¬ rotor 110 weist zwei Rotorscheiben 111, 112 auf, die auf der in der Maschine 100 gelagerten Welle 150 befestigt und in axialer Richtung voneinander beabstandet sind. Im Betriebszu- stand der elektrischen Maschine 100 können die Rotorscheiben 111, 112 mit der Welle 150 um eine Rotationsachse rotieren. An den Rotorscheiben 111, 112 sind die supraleitfähigen Permanentmagnete 130 befestigt. Dabei befinden sich die Perma- nentmagnete 130 auf derjenigen Seite der jeweiligen Rotorscheibe 111, 112, die der jeweils anderen Rotorscheibe 112, 111 zugewandt ist. Die vorgegebene Position für die zweite Komponente 120 bzw. für den Stator 120 befindet sich zwischen den beiden Rotorscheiben 111, 112. D.h. im Betriebs zustand der elektrischen Maschine 100 befindet sich der Stator 120 zwischen den Rotorscheiben 111, 112, so dass die oben beschriebene elektromag- netische Wechselwirkung zwischen den Spulen 140 und dem Magnetfeld Bl der Permanentmagnete 130 mit größtmöglicher Effi ¬ zienz eintreten kann. Hierzu kann die zweite Komponente 120 derart aufgebaut und zumindest im Betriebszustand der elekt ¬ rischen Maschine 100 um die Welle 150 herum angeordnet sein, dass die Spulen 140 und die Permanentmagnete 130 im Wesentli ¬ chen den gleichen radialen Abstand von der Welle 150 haben. Letztlich sind die Spulen 140 und die Permanentmagnete 130 je nach Ausbildung der elektrischen Maschine 100 bspw. als Radial- oder Axialflussmaschine etc. angeordnet. Die Anordnung und der generelle Aufbau von Rotor und Stator einer elektrischen Maschine können als ausreichend bekannt vorausgesetzt werden, weswegen hierauf nicht näher eingegangen wird.

Die herausnehmbare Komponente 120 ist, wenn sie sich in der vorgegebenen Position befindet, d.h. im eingebauten Zustand, in der ersten Ausführungsform um die Welle 150 herum angeordnet. Der Einfachheit halber wird angenommen, dass die heraus ¬ nehmbare Komponente 120 im Wesentlichen ringförmig ist, wobei sich die Welle 150 im eingebauten Zustand der Komponente 120 durch die Öffnung des Ringes erstreckt. Um die Komponente 120 ein- und ausbauen zu können, ist sie in Umfangsrichtung U des Rings segmentiert aufgebaut, d.h. sie setzt sich aus im ein ¬ fachsten Fall zwei Segmenten 121, 122 zusammen, die bspw. als Halbringe ausgebildet sein können. Es ist jedoch auch mög- lieh, dass die beiden Segmente 121, 122 ungleich dimensio ¬ niert sind und sich über unterschiedliche Raumwinkel erstre ¬ cken, bspw. kann eines der Segmente 121 bspw. als Dreiviertelring und das andere Segment 122 als Viertelring ausgebil- det sein. Ebenso ist es denkbar, dass sich die Komponente 120 aus mehr als zwei Segmenten zusammensetzt, die die Form von entsprechenden Ringsegmenten haben. Die Segmente 121, 122 der zweiten Komponente 120 sind vonei ¬ nander lösbar, so dass die zweite Komponente 120 ohne weite ¬ res auseinander genommen und so aus ihrer vorgegebenen Position in der elektrischen Maschine 100 herausgenommen werden kann, ohne dass die Welle 150 dies behindern würde. Hiermit unterscheidet sich die herausnehmbare zweite Komponente 120 von üblichen zweiten Komponente bzw. Statoren handelsüblicher elektrischer Maschinen, deren zweite Komponenten nicht ohne weiteres herausnehmbar sind. Um einen sicheren Betrieb der elektrischen Maschine 100 zu gewährleisten, können die Seg- mente 121, 122 an Verbindungsstellen 123, 124 bspw. miteinander verschraubt sein können, bspw. miteinander verschraubbar sein. Darüber hinaus kann die zweite Komponente 120 selbst in der elektrischen Maschine 100 lösbar befestigt sein, bspw. ebenfalls mit einer Schraubverbindung. Dies hat den Vorteil, dass sich die zweite Komponente 120 stets an der gleichen Po ¬ sition befindet und auch die im Betrieb der Maschine 100 auf ¬ tretenden Kräfte aufgrund magnetischer Wechselwirkungen keinen wesentlichen Einfluss auf die zweite Komponente 120 ha ¬ ben .

In der ersten Ausführungsform ist auch die Magnetisierungseinheit 200 in Umfangsrichtung segmentiert, besteht also aus zwei oder mehr Segmenten 201, 202, an denen die Spulenanordnungen 211 angeordnet sind. Im zusammengebauten Zustand ist auch die Magnetisierungseinheit im Wesentlichen ringförmig.

Wenn die Magnetisierungseinheit 200 zwecks Magnetisierung der Permanentmagnete 130 in der elektrischen Maschine 100 positi ¬ oniert wird, wird sie, vergleichbar mit dem Einsetzen der zweiten Komponente 120, um die Welle 150 herum angeordnet, d.h. die Welle 150 erstreckt sich durch die Öffnung des Rings der ringförmigen Magnetisierungseinheit 200. Wie bei der zweiten Komponente 120 können auch die Segmente 201, 202 bspw. miteinander verschraubbar sein und die Magnetisierungs- einheit 200 kann bspw. ebenfalls mit Hilfe von Schrauben in der elektrischen Maschine 100 befestigt werden.

Eine zweite Ausführungsform der elektrischen Maschine 100 ist in den FIG 3 und 4 in einer axialen Ansicht dargestellt. In dieser Ausführungsform ist der Rotor 110 kein Doppelrotor, sondern ein innen liegender Rotor mit nur einer Rotorscheibe 113, die auf einer Welle 150 angeordnet ist. Der Stator 120 ist radial außerhalb des Rotors 110 angeordnet und umgibt den Rotor 110. In der nicht sichtbaren axialen Richtung befinden sich Rotor 110 und Stator 120 an derselben Position. Die sup- raleitfähigen Permanentmagnete 130 sind bspw. an der radial außen liegenden Seite des Rotors 110 angeordnet, während die Spulen 140 des Stators 120 dementsprechend in der Nähe der oder an der radial innen liegenden Oberfläche des Stators 120 angeordnet sind. Auch dieses Konzept mit Innenrotor 110 und Außenstator 120 und die entsprechende Anordnung von Perma ¬ nentmagneten 130 und Spulen 140 ist an sich bekannt und wird daher an dieser Stelle nicht näher erläutert.

Der Stator 120 ist auch in dieser zweiten Ausführungsform in Umfangsrichtung segmentiert und besteht aus 2 Segmenten 121, 122. Diese sind an Verbindungsstellen 123, 124 miteinander verbunden, wobei sie bspw. miteinander verschraubt sein kön- nen. Aufgrund der Segmentierung ist auch der Stator 120 der zweiten Ausführungsform aus der elektrischen Maschine 100 herausnehmbar .

In der FIG 4 ist eine für die zweite Ausführungsform geeigne- te Ausbildung der Magnetisierungseinheit 200 dargestellt. Der Aufbau der Magnetisierungseinheit 200 entspricht im Wesentli ¬ chen derjenigen des Stators 120 in der zweiten Ausführungsform. Die Fähigkeit der Magnetisierungseinheit 200, höhere Magnetfelder zu erzeugen, als der Stator 120, ist dadurch symbolisiert, dass die Wicklungsdichte der Spulenanordnungen 211 der Magnetisierungseinheit 200 deutlich größer ist als diejenige der Spulen 140 des Stators 120. Anhand der FIG 5 bis 10 und basierend auf der ersten Ausfüh ¬ rungsform werden noch einmal die Schritte zum Magnetisieren der supraleitfähigen Permanentmagnete 130 erläutert. Dabei zeigt die FIG 5 lediglich den Doppelrotor 110 ohne die zweite Komponente 120, welche also bereits herausgenommen wurde. Die FIG 6 stellt den Doppelrotor 110 mit eingesetzter Magnetisie ¬ rungseinheit 200 dar. Nachdem die Magnetisierungseinheit 200 eingesetzt wurde, wird sie aktiviert, um die Magnetisierung der Permanentmagnete 130 zu bewirken, wobei davon ausgegangen wird, dass zum Zeitpunkt der Aktivierung der Magnetisierungs ¬ einheit 200 die Kühlung der Magnete 130 bereits arbeitet und sich die Magnete dementsprechend im supraleitenden Zustand befinden. Anhand der dünnen Pfeile, die sich jeweils zwischen zwei Permanentmagneten 130 erstrecken, wird dargestellt, dass sich bereits eine Magnetisierung der Permanentmagnete 130 ausbildet, diese jedoch noch nicht voll ausgeprägt ist. In der FIG 7 wird davon ausgegangen, dass die Magnetisierung der supraleitenden Permanentmagnete 130 abgeschlossen ist. Dies wird durch die dicken Pfeile dargestellt, die sich wieder je- weils zwischen zwei Permanentmagneten 130 erstrecken. In der FIG 8 ist erkennbar, dass die Magnetisierungseinheit 200 seg ¬ mentiert ist und aus zwei Segmenten 201, 202 besteht. Damit ist es ohne größeren Auswand möglich, die Magnetisierungseinheit 200 in der gezeigten Position anzuordnen und sie von dort wieder zu entfernen. Nicht dargestellt sind die Vorrich ¬ tungen, bspw. Schraubverbindungen, mit denen die Segmente 201, 202 miteinander verbunden werden können. Wie in der FIG 8 sowie auch in den folgenden FIG 9 und 10 mit Hilfe der di ¬ cken Pfeile angedeutet, bleibt das durch die nun magnetisier- ten supraleitenden Permanentmagnete 130 erzeugte Magnetfeld konstant. Voraussetzung hierfür ist jedoch, dass die Kühlung der Permanentmagnete 130 aufrecht erhalten wird. Die FIG 9 zeigt eine Situation, in der die Magnetisierungseinheit 200 vollständig entfernt und der zum Betrieb der elektrischen Ma- schine 100 benötigte Stator 120, der hier aus zwei Segmenten 121, 122 besteht, in die vorgegebene Position eingesetzt wer ¬ den soll, jedoch noch nicht eingesetzt ist. Wie im Falle der segmentierten Magnetisierungseinheit 200 erlaubt auch die Segmentierung des Stators 120, dass er ohne größeren Auswand an der vorgegebenen Position angeordnet bzw. aus dieser herausgenommen werden kann. Die FIG 10 zeigt schließlich die Situation mit an der vorgegebenen Position eingesetztem Stator 120. Das Magnetfeld der supraleitenden Permanentmagnete 130 ist weiterhin stark ausgebildet und die elektrische Maschine 100 kann in Betrieb gesetzt werden.

Grundsätzlich kann die Magnetisierungseinheit 200 schon vor dem Beginn oder während des Prozesses des Abkühlens der Per ¬ manentmagnete 130 an der entsprechenden Position eingesetzt werden. Wie bereits angedeutet, ist jedoch davon auszugehen, dass die sich Permanentmagnete 130 spätestens zum Zeitpunkt des Aktivierens der Magnetisierungseinheit 200 im supralei- tenden Zustand befinden sollten. Anders ausgedrückt sollte die Magnetisierungseinheit nicht aktiviert werden, bevor sich die Permanentmagnete 130 im supraleitenden Zustand befinden.

Grundsätzlich unterscheiden sich die am Stator 120 befindli- chen Einrichtungen zur Erzeugung von Magnetfeldern, d.h. insbesondere die Spulen 140, in ihrer Auslegung von der Magnetisierungseinrichtung 200 zumindest insofern, als dass sich die mit der Magnetisierungseinrichtung 200 erzeugbaren Magnetfelder von den vom Stator 120 erzeugbaren Magnetfeldern unter- scheiden. Insbesondere sind die mit der Magnetisierungseinrichtung 200 erzeugbaren Felder wesentlich stärker als die vom Stator 120 erzeugbaren Felder, um die notwendige Magnetisierung der Permanentmagnete 130 zu erzeugen zu können. Die Spulen 140 zur Erzeugung des Stator-Magnetfeldes sind so aus- gelegt, dass die elektrische Maschine 100 die von ihr gefor ¬ derten Leistungsparameter bereitstellen kann.