CN105405571A - 一种用于圆环磁体外圆面多极充磁的充磁夹具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于圆环磁体外圆面多极充磁的充磁夹具，包括上下两端开口的圆管形基体和2n个充磁线圈，n为大于等于1的整数，充磁线圈包括螺旋充磁极头和缠绕在螺旋充磁极头上的多匝导线，螺旋充磁极头的外形为由水平基准面沿一圆柱螺旋线拉伸而形成的螺旋形状，螺旋充磁极头具有左曲面、右曲面、上端面、下端面、内圆柱面和外圆柱面，单根导线在螺旋充磁极头的左曲面、右曲面、上端面和下端面形成的封闭环面上均匀缠绕多圈形成多匝导线；优点是单根导线缠绕式的绕线方式简单，排线均匀，磁化场能量高，充磁一致性较高，并且单根导线不存在破损漏电的安全隐患，充磁夹具安全性较高。

Description

一种用于圆环磁体外圆面多极充磁的充磁夹具

技术领域

本发明涉及一种充磁夹具，尤其是涉及一种用于圆环磁体外圆面多极充磁的充磁夹具。

背景技术

充磁线圈的原理为通电螺线管产生感应磁场。磁场强度与通电电流和线圈匝数有关，在充磁电流强度相同的情况下，线圈匝数越多，磁场强度越大。磁场方向根据右手定则，四指指向电流方向，大拇指指向磁场N极方向。目前，磁环在进行外圆面多极充磁时，通常需要将磁环安装在与充磁机连接的充磁夹具中，然后开启充磁机对位于充磁夹具中的磁环进行充磁，该充磁夹具实际上就是一个充磁线圈。

现有的用于圆环外圆面多极充磁的充磁夹具通常包括层叠在一起的多片外周为圆形的硅钢薄片，每片硅钢的中心处设置有与充磁产品外径相等的中心孔且每片硅钢上以该中心孔为中心设置有一圈均匀间隔排布的排线孔，排线孔与排线孔之间的硅钢材料构成充磁夹具的充磁极头，其中位于下一层的硅钢以硅钢中心轴相对于上一层硅钢偏转一定角度，每层硅钢的偏转方向相同，位于上一层的硅钢与位于下一层的硅钢上的一圈排线孔一一对应连通，多层硅钢上的一圈排线孔对应连通后形成一圈螺旋排线孔；每个螺旋排线孔中设置多根导线，相邻螺旋排线孔中的多根导线按顺序依次首尾连接。偏转后的多层硅钢中心孔仍是一个圆孔，偏转后的螺旋排线孔以中心轴呈现螺旋状分布。

但是，现有的用于圆环磁体外圆面多极充磁的充磁夹具具有以下问题：多片硅钢偏移后形成螺旋排线孔，穿线难度大且排线不均匀，穿线难度大将限制每个螺旋排线孔中导线的数量，以致磁化场能量不高，排线不均匀将导致充磁一致性较差，另外，螺旋排线孔由于层叠硅钢的偏移其边缘处会形成棱角，容易导致导线破损漏电，危害人身安全，安全性较差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种穿线难度小，磁化场能量高，排线均匀，充磁一致性较高，安全性较高的用于圆环磁体外圆面多极充磁的充磁夹具。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种用于圆环磁体外圆面多极充磁的充磁夹具，包括上下两端开口的圆管形基体和2n个充磁线圈，n为大于等于1的整数；

所述的充磁线圈包括螺旋充磁极头和缠绕在所述的螺旋充磁极头上的多匝导线；所述的螺旋充磁极头的外形为由一个水平基准面沿一圆柱螺旋线拉伸而形成的螺旋形状，所述的水平基准面为由两条相互平行的线段和两条同心圆弧连接组成的轴对称封闭图形；将两条相互平行的线段分别记为A和B，将两条同心圆弧分别记为C和D，将A线段和B线段之间的间距记为d，其中L为待测圆环磁体的外径周长，k为大于等于0.6且小于等于0.9的常数；C圆弧所在圆的直径等于待测圆环磁体的外径，D圆弧所在圆的直径等于圆管形基体的内径，圆管形基体的内径为待测圆环磁体的外径的2倍～2.5倍；所述的圆柱螺旋线的投影圆和所述的水平基准面在同一水平面上，所述的圆柱螺旋线的投影圆直径等于待测圆环磁体外径，所述的圆柱螺旋线的投影圆与所述的两条同心圆弧同心，所述的圆柱螺旋线的螺旋线升角等于待测圆环磁体的充磁角度，所述的圆柱螺旋线的螺旋方向与待测圆环磁体充磁方向相同，所述的圆柱螺旋线的高度为待测圆环磁体高度的1.2倍～1.5倍；A线段拉伸后形成的曲面为所述的螺旋充磁极头的左曲面，B线段拉伸后形成的曲面为所述的螺旋充磁极头的右曲面，C圆弧拉伸后形成的曲面为所述的螺旋充磁极头的内圆柱面，D圆弧拉伸后形成的曲面为所述的螺旋充磁极头的外圆柱面，所述的水平基准面所在表面为所述的螺旋充磁极头的上端面，所述的水平基准面被拉伸至截止处的所在表面为所述的螺旋充磁极头的下端面；

所述的螺旋充磁极头的左曲面、右曲面、上端面和下端面形成的封闭环面，单根导线从所述的螺旋充磁极头的左曲面开始沿所述的封闭环面均匀缠绕多圈形成多匝导线，单根导线的首端和尾端悬空；2n个充磁线圈以所述的圆管形基体的中心轴为中心等角度分布在所述的圆管形基体中，每个所述的螺旋充磁极头的上端面保持水平；将2n个充磁线圈中的任意一个充磁线圈作为第1个充磁线圈，将2n个充磁线圈按照顺时针方向或者逆时针方向依次编号，第m个充磁线圈中单根导线的尾端和第m+1个充磁线圈中单根导线的首端连接，m＝1，2，…，2n-1，第1个充磁线圈中单根导线的首端为所述的充磁夹具的电源正极输入端，第2n个充磁线圈中单根导线的尾端为所述的充磁夹具的电源负极输入端；

每个所述的螺旋充磁极头的外圆柱面与所述的圆管形基体的内圆面贴合且与所述的圆管形基体固定连接，2n个充磁线圈中的螺旋充磁极头的内圆柱面围成产品安装腔，充磁时，待测圆环磁体装入产品安装腔内且待测圆环磁体的外侧面与所述的螺旋充磁极头的内圆柱面贴合。

所述的圆管形基体放置在一水冷套中，所述的水冷套为上下两端开口的筒状，所述的水冷套和所述的圆管形基体的配合方式为过盈配合，所述的水冷套的内侧壁设置有环状的水冷槽，所述的水冷槽到所述的圆管形基体上端的距离等于所述的水冷槽到所述的圆管形基体下端的距离；所述的圆管形基体和2n个所述的充磁线圈的间隙处填充有环氧树脂系胶结剂与固化剂的混合物，每相邻两个所述的充磁线圈中单根导线的首尾连接端被包覆在环氧树脂系胶结剂与固化剂的混合物中；所述的水冷套上设置有压盖，所述的压盖与所述的圆管形基体固定连接，所述的压盖上设置有用于待测圆环磁体进出所述的产品安装腔中的开口。

所述的圆管形基体和所述的螺旋充磁极头的材料均为镍含量在30～90％范围内的铁镍系合金，所述的水冷套和所述的压盖的材料为铝。

与现有技术相比，本发明的优点在于采用圆管形基体和2n个由螺旋充磁极头和缠绕在螺旋充磁极头上的多匝导线构成的充磁线圈取代现有的叠片硅钢充磁线圈，螺旋充磁极头的外形为由一个水平基准面沿一圆柱螺旋线拉伸而形成的螺旋形状，螺旋充磁极头具有左曲面、右曲面、上端面、下端面、内圆柱面和外圆柱面，单根导线在螺旋充磁极头的左曲面、右曲面、上端面和下端面形成的封闭环面上均匀缠绕多圈形成多匝导线，单根导线缠绕式的绕线方式简单，排线均匀，磁化场能量高，充磁一致性较高，并且单根导线不存在破损漏电的安全隐患，充磁夹具安全性较高；

当圆管形基体放置在一水冷套中，水冷套为上下两端开口的筒状，水冷套和圆管形基体的配合方式为过盈配合，水冷套的内侧壁设置有环状的水冷槽，水冷槽到圆管形基体上端的距离等于水冷槽到圆管形基体下端的距离；圆管形基体和2n个充磁线圈的间隙处填充有环氧树脂系胶结剂与固化剂的混合物，每相邻两个充磁线圈中单根导线的首尾连接端被包覆在环氧树脂系胶结剂与固化剂的混合物中；水冷套上设置有压盖，压盖与圆管形基体固定连接，压盖上设置有用于待测圆环磁体进出产品安装腔中的开口，压盖的作用是固定固化后的环氧树脂和固化剂混合物，使得充磁夹具内部结构固定更牢固，有效延长充磁夹具的使用寿命。

当圆管形基体和螺旋充磁极头的材料均为镍含量在30～90％范围内的铁镍系合金，水冷套和压盖的材料为铝时，该充磁夹具具有充磁能量更高，冷却效果更好的优点。

附图说明

图1为本发明的实施例一的结构图；

图2为本发明的实施例一的剖视图；

图3为本发明的实施例三的剖视图；

图4为本发明的水平基准面的示意图；

图5(a)为本发明的螺旋充磁极头的结构图1；

图5(b)为本发明的螺旋充磁极头的结构图2；

图5(c)为本发明的螺旋充磁极头的结构图3；

图5(d)为本发明的螺旋充磁极头的结构图4；

图5(e)为本发明的充磁线圈的结构图；

图6(a)为本发明的四个充磁线圈中螺旋充磁极头的组装示意图；

图6(b)为本发明的六个充磁线圈中螺旋充磁极头的组装示意图；

图7为采用现有的充磁夹具对圆环磁体充磁后的磁体外壁波形图；

图8为产品采用本发明的充磁夹具对圆环磁体充磁后的磁体外壁波形图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例一：如图1、图2、图4、图5(a)～图5(e)所示，一种用于圆环磁体外圆面多极充磁的充磁夹具，包括上下两端开口的圆管形基体1和2n个充磁线圈，n为大于等于1的整数；

充磁线圈包括螺旋充磁极头2和缠绕在螺旋充磁极头2上的多匝导线3；螺旋充磁极头2的外形为由一个水平基准面4沿一圆柱螺旋线拉伸而形成的螺旋形状，水平基准面4为由两条相互平行的线段和两条同心圆弧连接组成的轴对称封闭图形；将两条相互平行的线段分别记为A和B，将两条同心圆弧分别记为C和D，将A线段和B线段之间的间距记为d，其中L为待测圆环磁体的外径周长，k为大于等于0.6且小于等于0.9的常数；C圆弧所在圆的直径等于待测圆环磁体的外径，D圆弧所在圆的直径等于圆管形基体1的内径，圆管形基体1的内径为待测圆环磁体的外径的2倍；圆柱螺旋线的投影圆和水平基准面4在同一水平面上，圆柱螺旋线的投影圆直径等于待测圆环磁体外径，圆柱螺旋线的投影圆与两条同心圆弧同心，圆柱螺旋线的螺旋线升角等于待测圆环磁体的充磁角度，圆柱螺旋线的螺旋方向与待测圆环磁体充磁方向相同，圆柱螺旋线的高度为待测圆环磁体高度的1.2倍；A线段拉伸后形成的曲面为螺旋充磁极头2的左曲面21，B线段拉伸后形成的曲面为螺旋充磁极头2的右曲面22，C圆弧拉伸后形成的曲面为螺旋充磁极头2的内圆柱面23，D圆弧拉伸后形成的曲面为螺旋充磁极头2的外圆柱面24，水平基准面4所在表面为螺旋充磁极头2的上端面25，水平基准面4被拉伸至截止处的所在表面为螺旋充磁极头2的下端面26；

螺旋充磁极头2的左曲面21、右曲面22、上端面25和下端面26形成的封闭环面，单根导线3从螺旋充磁极头2的左曲面21开始沿封闭环面均匀缠绕多圈形成多匝导线，单根导线3的首端和尾端悬空；2n个充磁线圈以圆管形基体1的中心轴为中心等角度分布在圆管形基体1中，每个螺旋充磁极头2的上端面25保持水平；将2n个充磁线圈中的任意一个充磁线圈作为第1个充磁线圈，将2n个充磁线圈按照顺时针方向或者逆时针方向依次编号，第m个充磁线圈中单根导线3的尾端和第m+1个充磁线圈中单根导线3的首端连接，m＝1，2，…，2n-1，第1个充磁线圈中单根导线3的首端为充磁夹具的电源正极输入端，第2n个充磁线圈中单根导线3的尾端为充磁夹具的电源负极输入端；

每个螺旋充磁极头2的外圆柱面24与圆管形基体1的内圆面贴合且与圆管形基体1固定连接，2n个充磁线圈中的螺旋充磁极头2的内圆柱面23围成产品安装腔，充磁时，待测圆环磁体装入产品安装腔内且待测圆环磁体的外侧面与螺旋充磁极头2的内圆柱面23贴合。

实施例二：如图1、图2、图4、图5(a)～图5(e)所示，一种用于圆环磁体外圆面多极充磁的充磁夹具，包括上下两端开口的圆管形基体1和2n个充磁线圈，n为大于等于1的整数；

充磁线圈包括螺旋充磁极头2和缠绕在螺旋充磁极头2上的多匝导线3；螺旋充磁极头2的外形为由一个水平基准面4沿一圆柱螺旋线而拉伸形成的螺旋形状，水平基准面4为由两条相互平行的线段和两条同心圆弧连接组成的轴对称封闭图形；将两条相互平行的线段分别记为A和B，将两条同心圆弧分别记为C和D，将A线段和B线段之间的间距记为d，其中L为待测圆环磁体的外径周长，k为大于等于0.6且小于等于0.9的常数；C圆弧所在圆的直径等于待测圆环磁体的外径，D圆弧所在圆的直径等于圆管形基体1的内径，圆管形基体1的内径为待测圆环磁体的外径的2.5倍；圆柱螺旋线的投影圆和水平基准面4在同一水平面上，圆柱螺旋线的投影圆直径等于待测圆环磁体外径，圆柱螺旋线的投影圆与两条同心圆弧同心，圆柱螺旋线的螺旋线升角等于待测圆环磁体的充磁角度，圆柱螺旋线的螺旋方向与待测圆环磁体充磁方向相同，圆柱螺旋线的高度为待测圆环磁体高度的1.5倍；A线段拉伸后形成的曲面为螺旋充磁极头2的左曲面21，B线段拉伸后形成的曲面为螺旋充磁极头2的右曲面22，C圆弧拉伸后形成的曲面为螺旋充磁极头2的内圆柱面23，D圆弧拉伸后形成的曲面为螺旋充磁极头2的外圆柱面24，水平基准面4所在表面为螺旋充磁极头2的上端面25，水平基准面4被拉伸至截止处的所在表面为螺旋充磁极头2的下端面26；

螺旋充磁极头2的左曲面21、右曲面22、上端面25和下端面26形成的封闭环面，单根导线3从螺旋充磁极头2的左曲面21开始沿封闭环面均匀缠绕多圈形成多匝导线，单根导线3的首端和尾端悬空；2n个充磁线圈以圆管形基体1的中心轴为中心等角度分布在圆管形基体1中，每个螺旋充磁极头2的上端面25保持水平；将2n个充磁线圈中的任意一个充磁线圈作为第1个充磁线圈，将2n个充磁线圈按照顺时针方向或者逆时针方向依次编号，第m个充磁线圈中单根导线3的尾端和第m+1个充磁线圈中单根导线3的首端连接，m＝1，2，…，2n-1，第1个充磁线圈中单根导线3的首端为充磁夹具的电源正极输入端，第2n个充磁线圈中单根导线3的尾端为充磁夹具的电源负极输入端；

每个螺旋充磁极头2的外圆柱面24与圆管形基体1的内圆面贴合且与圆管形基体1固定连接，2n个充磁线圈中的螺旋充磁极头2的内圆柱面23围成产品安装腔，充磁时，待测圆环磁体装入产品安装腔内且待测圆环磁体的外侧面与螺旋充磁极头2的内圆柱面23贴合。

实施例三：如图3、图4、图5(a)～图5(e)所示，一种用于圆环磁体外圆面多极充磁的充磁夹具，包括上下两端开口的圆管形基体1和2n个充磁线圈，n为大于等于1的整数；

充磁线圈包括螺旋充磁极头2和缠绕在螺旋充磁极头2上的多匝导线3；螺旋充磁极头2的外形为由一个水平基准面4沿一圆柱螺旋线拉伸而形成的螺旋形状，水平基准面4为由两条相互平行的线段和两条同心圆弧连接组成的轴对称封闭图形；将两条相互平行的线段分别记为A和B，将两条同心圆弧分别记为C和D，将A线段和B线段之间的间距记为d，其中L为待测圆环磁体的外径周长，k为大于等于0.6且小于等于0.9的常数；C圆弧所在圆的直径等于待测圆环磁体的外径，D圆弧所在圆的直径等于圆管形基体1的内径，圆管形基体1的内径为待测圆环磁体的外径的2.1倍；圆柱螺旋线的投影圆和水平基准面4在同一水平面上，圆柱螺旋线的投影圆直径等于待测圆环磁体外径，圆柱螺旋线的投影圆与两条同心圆弧同心，圆柱螺旋线的螺旋线升角等于待测圆环磁体的充磁角度，圆柱螺旋线的螺旋方向与待测圆环磁体充磁方向相同，圆柱螺旋线的高度为待测圆环磁体高度的1.2倍；A线段拉伸后形成的曲面为螺旋充磁极头2的左曲面21，B线段拉伸后形成的曲面为螺旋充磁极头2的右曲面22，C圆弧拉伸后形成的曲面为螺旋充磁极头2的内圆柱面23，D圆弧拉伸后形成的曲面为螺旋充磁极头2的外圆柱面24，水平基准面4所在表面为螺旋充磁极头2的上端面25，水平基准面4被拉伸至截止处的所在表面为螺旋充磁极头2的下端面26；

螺旋充磁极头2的左曲面21、右曲面22、上端面25和下端面26形成的封闭环面，单根导线3从螺旋充磁极头2的左曲面21开始沿封闭环面均匀缠绕多圈形成多匝导线，单根导线3的首端和尾端悬空；2n个充磁线圈以圆管形基体1的中心轴为中心等角度分布在圆管形基体1中，每个螺旋充磁极头2的上端面25保持水平；将2n个充磁线圈中的任意一个充磁线圈作为第1个充磁线圈，将2n个充磁线圈按照顺时针方向或者逆时针方向依次编号，第m个充磁线圈中单根导线3的尾端和第m+1个充磁线圈中单根导线3的首端连接，m＝1，2，…，2n-1，第1个充磁线圈中单根导线3的首端为充磁夹具的电源正极输入端，第2n个充磁线圈中单根导线3的尾端为充磁夹具的电源负极输入端；

每个螺旋充磁极头2的外圆柱面24与圆管形基体1的内圆面贴合且与圆管形基体1固定连接，2n个充磁线圈中的螺旋充磁极头2的内圆柱面23围成产品安装腔，充磁时，待测圆环磁体装入产品安装腔内且待测圆环磁体的外侧面与螺旋充磁极头2的内圆柱面23贴合。

本实施例中，圆管形基体1放置在一水冷套5中，水冷套5为上下两端开口的筒状，水冷套5和圆管形基体1的配合方式为过盈配合，水冷套5的内侧壁设置有环状的水冷槽6，水冷槽6到圆管形基体1上端的距离等于水冷槽6到圆管形基体1下端的距离；圆管形基体1和2n个充磁线圈的间隙处填充有环氧树脂系胶结剂与固化剂的混合物，每相邻两个充磁线圈中导线的首尾连接端被包覆在环氧树脂系胶结剂与固化剂的混合物中；水冷套5上设置有压盖7，压盖7与圆管形基体1固定连接，压盖7上设置有用于待测圆环磁体进出产品安装腔中的开口8。

实施例四：如图3、图4、图5(a)～图5(e)所示，一种用于圆环磁体外圆面多极充磁的充磁夹具，包括上下两端开口的圆管形基体1和2n个充磁线圈，n为大于等于1的整数；

充磁线圈包括螺旋充磁极头2和缠绕在螺旋充磁极头2上的多匝导线3；螺旋充磁极头2的外形为由一个水平基准面4沿一圆柱螺旋线拉伸而形成的螺旋形状，水平基准面4为由两条相互平行的线段和两条同心圆弧连接组成的轴对称封闭图形；将两条相互平行的线段分别记为A和B，将两条同心圆弧分别记为C和D，将A线段和B线段之间的间距记为d，其中L为待测圆环磁体的外径周长，k为大于等于0.6且小于等于0.9的常数；C圆弧所在圆的直径等于待测圆环磁体的外径，D圆弧所在圆的直径等于圆管形基体1的内径，圆管形基体1的内径为待测圆环磁体的外径的2.2倍；圆柱螺旋线的投影圆和水平基准面4在同一水平面上，圆柱螺旋线的投影圆直径等于待测圆环磁体外径，圆柱螺旋线的投影圆与两条同心圆弧同心，圆柱螺旋线的螺旋线升角等于待测圆环磁体的充磁角度，圆柱螺旋线的螺旋方向与待测圆环磁体充磁方向相同，圆柱螺旋线的高度为待测圆环磁体高度的1.5倍；A线段拉伸后形成的曲面为螺旋充磁极头2的左曲面21，B线段拉伸后形成的曲面为螺旋充磁极头2的右曲面22，C圆弧拉伸后形成的曲面为螺旋充磁极头2的内圆柱面23，D圆弧拉伸后形成的曲面为螺旋充磁极头2的外圆柱面24，水平基准面4所在表面为螺旋充磁极头2的上端面25，水平基准面4被拉伸至截止处的所在表面为螺旋充磁极头2的下端面26；

螺旋充磁极头2的左曲面21、右曲面22、上端面25和下端面26形成的封闭环面，单根导线3从螺旋充磁极头2的左曲面21开始沿封闭环面均匀缠绕多圈形成多匝导线，单根导线3的首端和尾端悬空；2n个充磁线圈以圆管形基体1的中心轴为中心等角度分布在圆管形基体1中，每个螺旋充磁极头2的上端面25保持水平；将2n个充磁线圈中的任意一个充磁线圈作为第1个充磁线圈，将2n个充磁线圈按照顺时针方向或者逆时针方向依次编号，第m个充磁线圈中单根导线3的尾端和第m+1个充磁线圈中单根导线3的首端连接，m＝1，2，…，2n-1，第1个充磁线圈中单根导线3的首端为充磁夹具的电源正极输入端，第2n个充磁线圈中单根导线3的尾端为充磁夹具的电源负极输入端；

每个螺旋充磁极头2的外圆柱面24与圆管形基体1的内圆面贴合且与圆管形基体1固定连接，2n个充磁线圈中的螺旋充磁极头2的内圆柱面23围成产品安装腔，充磁时，待测圆环磁体装入产品安装腔内且待测圆环磁体的外侧面与螺旋充磁极头2的内圆柱面23贴合。

本实施例中，圆管形基体1放置在一水冷套5中，水冷套5为上下两端开口的筒状，水冷套5和圆管形基体1的配合方式为过盈配合，水冷套5的内侧壁设置有环状的水冷槽6，水冷槽6到圆管形基体1上端的距离等于水冷槽6到圆管形基体1下端的距离；圆管形基体1和2n个充磁线圈的间隙处填充有环氧树脂系胶结剂与固化剂的混合物，每相邻两个充磁线圈中导线的首尾连接端被包覆在环氧树脂系胶结剂与固化剂的混合物中；水冷套5上设置有压盖7，压盖7与圆管形基体1固定连接，压盖7上设置有用于待测圆环磁体进出产品安装腔中的开口8。

实施例五：如图3、图4、图5(a)～图5(e)所示，一种用于圆环磁体外圆面多极充磁的充磁夹具，包括上下两端开口的圆管形基体1和2n个充磁线圈，n为大于等于1的整数；

充磁线圈包括螺旋充磁极头2和缠绕在螺旋充磁极头2上的多匝导线3；螺旋充磁极头2的外形为由一个水平基准面4沿一圆柱螺旋线拉伸而形成的螺旋形状，水平基准面4为由两条相互平行的线段和两条同心圆弧连接组成的轴对称封闭图形；将两条相互平行的线段分别记为A和B，将两条同心圆弧分别记为C和D，将A线段和B线段之间的间距记为d，其中L为待测圆环磁体的外径周长，k为大于等于0.6且小于等于0.9的常数；C圆弧所在圆的直径等于待测圆环磁体的外径，D圆弧所在圆的直径等于圆管形基体1的内径，圆管形基体的内径为待测圆环磁体的外径的2.3倍；圆柱螺旋线的投影圆和水平基准面4在同一水平面上，圆柱螺旋线的投影圆直径等于待测圆环磁体外径，圆柱螺旋线的投影圆与两条同心圆弧同心，圆柱螺旋线的螺旋线升角等于待测圆环磁体的充磁角度，圆柱螺旋线的螺旋方向与待测圆环磁体充磁方向相同，圆柱螺旋线的高度为待测圆环磁体高度的1.2倍；A线段拉伸后形成的曲面为螺旋充磁极头2的左曲面21，B线段拉伸后形成的曲面为螺旋充磁极头2的右曲面22，C圆弧拉伸后形成的曲面为螺旋充磁极头2的内圆柱面23，D圆弧拉伸后形成的曲面为螺旋充磁极头2的外圆柱面24，水平基准面4所在表面为螺旋充磁极头2的上端面25，水平基准面4被拉伸至截止处的所在表面为螺旋充磁极头2的下端面26；

螺旋充磁极头2的左曲面21、右曲面22、上端面25和下端面26形成的封闭环面，单根导线3从螺旋充磁极头2的左曲面21开始沿封闭环面均匀缠绕多圈形成多匝导线，单根导线3的首端和尾端悬空；2n个充磁线圈以圆管形基体1的中心轴为中心等角度分布在圆管形基体1中，每个螺旋充磁极头2的上端面25保持水平；将2n个充磁线圈中的任意一个充磁线圈作为第1个充磁线圈，将2n个充磁线圈按照顺时针方向或者逆时针方向依次编号，第m个充磁线圈中单根导线3的尾端和第m+1个充磁线圈中单根导线3的首端连接，m＝1，2，…，2n-1，第1个充磁线圈中单根导线3的首端为充磁夹具的电源正极输入端，第2n个充磁线圈中单根导线3的尾端为充磁夹具的电源负极输入端；

每个螺旋充磁极头2的外圆柱面24与圆管形基体1的内圆面贴合且与圆管形基体1固定连接，2n个充磁线圈中的螺旋充磁极头2的内圆柱面23围成产品安装腔，充磁时，待测圆环磁体装入产品安装腔内且待测圆环磁体的外侧面与螺旋充磁极头2的内圆柱面23贴合。

本实施例中，圆管形基体1放置在一水冷套5中，水冷套5为上下两端开口的筒状，水冷套5和圆管形基体1的配合方式为过盈配合，水冷套5的内侧壁设置有环状的水冷槽6，水冷槽6到圆管形基体1上端的距离等于水冷槽6到圆管形基体1下端的距离；圆管形基体1和2n个充磁线圈的间隙处填充有环氧树脂系胶结剂与固化剂的混合物，每相邻两个充磁线圈中导线的首尾连接端被包覆在环氧树脂系胶结剂与固化剂的混合物中；水冷套5上设置有压盖7，压盖7与圆管形基体1固定连接，压盖7上设置有用于待测圆环磁体进出产品安装腔中的开口8。

本实施例中，圆管形基体1和螺旋充磁极头2的材料均为镍含量在30～90％范围内的铁镍系合金，水冷套5和压盖7的材料为铝。

实施例六：如图3、图4、图5(a)～图5(e)所示，一种用于圆环磁体外圆面多极充磁的充磁夹具，包括上下两端开口的圆管形基体1和2n个充磁线圈，n为大于等于1的整数；

充磁线圈包括螺旋充磁极头2和缠绕在螺旋充磁极头2上的多匝导线3；螺旋充磁极头2的外形为由一个水平基准面4沿一圆柱螺旋线拉伸而形成的螺旋形状，水平基准面4为由两条相互平行的线段和两条同心圆弧连接组成的轴对称封闭图形；将两条相互平行的线段分别记为A和B，将两条同心圆弧分别记为C和D，将A线段和B线段之间的间距记为d，其中L为待测圆环磁体的外径周长，k为大于等于0.6且小于等于0.9的常数；C圆弧所在圆的直径等于待测圆环磁体的外径，D圆弧所在圆的直径等于圆管形基体1的内径，圆管形基体1的内径为待测圆环磁体的外径的2.4倍；圆柱螺旋线的投影圆和水平基准面4在同一水平面上，圆柱螺旋线的投影圆直径等于待测圆环磁体外径，圆柱螺旋线的投影圆与两条同心圆弧同心，圆柱螺旋线的螺旋线升角等于待测圆环磁体的充磁角度，圆柱螺旋线的螺旋方向与待测圆环磁体充磁方向相同，圆柱螺旋线的高度为待测圆环磁体高度的1.5倍；A线段拉伸后形成的曲面为螺旋充磁极头2的左曲面21，B线段拉伸后形成的曲面为螺旋充磁极头2的右曲面22，C圆弧拉伸后形成的曲面为螺旋充磁极头2的内圆柱面23，D圆弧拉伸后形成的曲面为螺旋充磁极头2的外圆柱面24，水平基准面4所在表面为螺旋充磁极头2的上端面25，水平基准面4被拉伸至截止处的所在表面为螺旋充磁极头2的下端面26；

螺旋充磁极头2的左曲面21、右曲面22、上端面25和下端面26形成的封闭环面，单根导线3从螺旋充磁极头2的左曲面21开始沿封闭环面均匀缠绕多圈形成多匝导线，单根导线3的首端和尾端悬空；2n个充磁线圈以圆管形基体1的中心轴为中心等角度分布在圆管形基体1中，每个螺旋充磁极头2的上端面25保持水平；将2n个充磁线圈中的任意一个充磁线圈作为第1个充磁线圈，将2n个充磁线圈按照顺时针方向或者逆时针方向依次编号，第m个充磁线圈中单根导线3的尾端和第m+1个充磁线圈中单根导线3的首端连接，m＝1，2，…，2n-1，第1个充磁线圈中单根导线3的首端为充磁夹具的电源正极输入端，第2n个充磁线圈中单根导线3的尾端为充磁夹具的电源负极输入端；

每个螺旋充磁极头2的外圆柱面24与圆管形基体1的内圆面贴合且与圆管形基体1固定连接，2n个充磁线圈中的螺旋充磁极头2的内圆柱面23围成产品安装腔，充磁时，待测圆环磁体装入产品安装腔内且待测圆环磁体的外侧面与螺旋充磁极头2的内圆柱面23贴合。

本实施例中，圆管形基体1放置在一水冷套5中，水冷套5为上下两端开口的筒状，水冷套5和圆管形基体1的配合方式为过盈配合，水冷套5的内侧壁设置有环状的水冷槽6，水冷槽6到圆管形基体1上端的距离等于水冷槽6到圆管形基体1下端的距离；圆管形基体1和2n个充磁线圈的间隙处填充有环氧树脂系胶结剂与固化剂的混合物，每相邻两个充磁线圈中导线的首尾连接端被包覆在环氧树脂系胶结剂与固化剂的混合物中；水冷套5上设置有压盖7，压盖7与圆管形基体1固定连接，压盖7上设置有用于待测圆环磁体进出产品安装腔中的开口8。

本实施例中，圆管形基体1和螺旋充磁极头2的材料均为镍含量在30～90％范围内的铁镍系合金，水冷套5和压盖7的材料为铝。

本发明的四个充磁线圈中螺旋充磁极头的组装示意图如图6(a)所示，本发明的六个充磁线圈中螺旋充磁极头的组装示意图如图6(b)所示。

分别采用现有的充磁夹具和本发明的充磁夹具分别对圆环磁体进行充磁。在充磁电流为9kA时采用现有的充磁夹具对圆环磁体充磁后的磁体外壁波形图如图7所示，在充磁电流为6kA时采用本发明的充磁夹具对圆环磁体充磁后的磁体外壁波形图如图8所示。分析图7和图8可知，采用本发明的充磁夹具充磁后磁体外壁波形明显比采用现有的充磁夹具的峰值高，而且正弦波的波形好。

Claims (3)

1.一种用于圆环磁体外圆面多极充磁的充磁夹具，其特征在于包括上下两端开口的圆管形基体和2n个充磁线圈，n为大于等于1的整数；

所述的充磁线圈包括螺旋充磁极头和缠绕在所述的螺旋充磁极头上的多匝导线；所述的螺旋充磁极头的外形为由一个水平基准面沿一圆柱螺旋线拉伸而形成的螺旋形状，所述的水平基准面为由两条相互平行的线段和两条同心圆弧连接组成的轴对称封闭图形；将两条相互平行的线段分别记为A和B，将两条同心圆弧分别记为C和D，将A线段和B线段之间的间距记为d，其中L为待测圆环磁体的外径周长，k为大于等于0.6且小于等于0.9的常数；C圆弧所在圆的直径等于待测圆环磁体的外径，D圆弧所在圆的直径等于圆管形基体的内径，圆管形基体的内径为待测圆环磁体的外径的2倍～2.5倍；所述的圆柱螺旋线的投影圆和所述的水平基准面在同一水平面上，所述的圆柱螺旋线的投影圆直径等于待测圆环磁体外径，所述的圆柱螺旋线的投影圆与所述的两条同心圆弧同心，所述的圆柱螺旋线的螺旋线升角等于待测圆环磁体的充磁角度，所述的圆柱螺旋线的螺旋方向与待测圆环磁体充磁方向相同，所述的圆柱螺旋线的高度为待测圆环磁体高度的1.2倍～1.5倍；A线段拉伸后形成的曲面为所述的螺旋充磁极头的左曲面，B线段拉伸后形成的曲面为所述的螺旋充磁极头的右曲面，C圆弧拉伸后形成的曲面为所述的螺旋充磁极头的内圆柱面，D圆弧拉伸后形成的曲面为所述的螺旋充磁极头的外圆柱面，所述的水平基准面所在表面为所述的螺旋充磁极头的上端面，所述的水平基准面被拉伸至截止处的所在表面为所述的螺旋充磁极头的下端面；

所述的螺旋充磁极头的左曲面、右曲面、上端面和下端面形成的封闭环面，单根导线从所述的螺旋充磁极头的左曲面开始沿所述的封闭环面均匀缠绕多圈形成多匝导线，单根导线的首端和尾端悬空；2n个充磁线圈以所述的圆管形基体的中心轴为中心等角度分布在所述的圆管形基体中，每个所述的螺旋充磁极头的上端面保持水平；将2n个充磁线圈中的任意一个充磁线圈作为第1个充磁线圈，将2n个充磁线圈按照顺时针方向或者逆时针方向依次编号，第m个充磁线圈中单根导线的尾端和第m+1个充磁线圈中单根导线的首端连接，m＝1，2，…，2n-1，第1个充磁线圈中单根导线的首端为所述的充磁夹具的电源正极输入端，第2n个充磁线圈中单根导线的尾端为所述的充磁夹具的电源负极输入端；

每个所述的螺旋充磁极头的外圆柱面与所述的圆管形基体的内圆面贴合且与所述的圆管形基体固定连接，2n个充磁线圈中的螺旋充磁极头的内圆柱面围成产品安装腔，充磁时，待测圆环磁体装入产品安装腔内且待测圆环磁体的外侧面与所述的螺旋充磁极头的内圆柱面贴合。

2.根据权利要求1所述的一种用于圆环磁体的外圆面多极充磁的充磁夹具，其特征在于所述的圆管形基体放置在一水冷套中，所述的水冷套为上下两端开口的筒状，所述的水冷套和所述的圆管形基体的配合方式为过盈配合，所述的水冷套的内侧壁设置有环状的水冷槽，所述的水冷槽到所述的圆管形基体上端的距离等于所述的水冷槽到所述的圆管形基体下端的距离；所述的圆管形基体和2n个所述的充磁线圈的间隙处填充有环氧树脂系胶结剂与固化剂的混合物，每相邻两个所述的充磁线圈中导线的首尾连接端被包覆在环氧树脂系胶结剂与固化剂的混合物中；所述的水冷套上设置有压盖，所述的压盖与所述的圆管形基体固定连接，所述的压盖上设置有用于待测圆环磁体进出所述的产品安装腔中的开口。

3.根据权利要求2所述的一种用于圆环磁体的外圆面多极充磁的充磁夹具，其特征在于所述的圆管形基体和所述的螺旋充磁极头的材料均为镍含量在30～90％范围内的铁镍系合金，所述的水冷套和所述的压盖的材料为铝。