CN106710784A - 一种径向两极充磁夹具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种径向两极充磁夹具，其包括：充磁组件和接线端子，充磁组件承载待充磁产品，对待充磁产品进行径向两极充磁，并使得产品外周面表磁分布为正弦波形；接线端子连接充磁组件及电源。该径向两极充磁夹具，可以对粘接铁氧体磁环或粘接钕铁硼磁环进行充磁，能够实现产品外周面表磁分布为正弦波。

Description

一种径向两极充磁夹具

技术领域

本发明涉及一种加工设备，具体涉及一种充磁夹具。

背景技术

目前，磁性材料的应用领域非常广泛，不同应用的磁路设计不尽相同，所用的磁体形状和充磁方向也各个不相同，磁体形状主要有：柱形、环形、方形、瓦形，充磁方向沿轴向和径向比较普遍。

在牵涉到一具体的应用中，需要外周面表磁分布为正弦波分布的两级充磁圆环状磁体，以配合步进传感器的工作。

但实际生产中，径向两级充磁时的波形为三角形波形，无法实现产品外周面表磁分布为完美的正弦波形，不能满足具体应用的需求。

发明内容

针对现有径向两级充磁方案无法实现产品外周面表磁分布为正弦波的问题，需要一种新的充分方案。

为此，本发明所要解决的技术问题是提供一种径向两极充磁夹具，以实现产品外周面表磁分布为正弦波形。

为了解决上述技术问题，本发明提供的径向两极充磁夹具主要包括：

充磁组件，所述充磁组件承载待充磁产品，对待充磁产品进行径向两极充磁，并使得产品外周面表磁分布为正弦波形；

接线端子，所述接线端子连接充磁组件及电源。

在本方案中，所述充磁组件包括：

极头部分，所述极头部分承载待充磁产品，对待充磁产品产生2极垂直于产品外周方向的外充磁场和2极垂直于产品内周方向的内充磁场，两磁场方向相同，相互叠加对产品进行饱和充磁，使得产品外周面表磁呈正弦波分布；

推出部分，所述推出部分与极头部分配合设置，用于将完成充磁产品推出极头部分。

在本方案中，所述极头部分包括非导磁外壳、内充铁芯、内充绕线组、外充铁芯、外充绕线组、端盖及填充树脂；所述外充铁芯上绕外充绕线组，其下端固定在外壳的装配孔内，上端靠端盖固定并用填充树脂封装；所述内充铁芯上绕内充绕线组，其下端穿过内充铁芯固定在外壳的安装台阶上，并用填充树脂封装，且内充铁芯与外充铁芯之间配合围成充磁有效区域，以用于安置待充磁产品。

在本方案中，所述外充铁芯绕有的外充绕组，在通电瞬间，外充绕组会产生2极垂直于产品外周方向的外充磁场，外充磁场将产品外周磁化；所述内充铁芯绕有的内充绕组，在通电瞬间，内充绕组会产生2极垂直于产品内周方向的内充磁场，内充磁场将产品内周磁化；所述外充磁场与内充磁场方向相同，在通电瞬间，两个辐射磁场相互叠加，对产品饱和充磁。

在本方案中，所述外充绕线组与内充绕线组间为双路并联。

在本方案中，所述外充绕线组与内充绕线组的进线端外接电源正极，所述外充绕线组与内充绕线组的出线端外接电源负极。

在本方案中，所述外充绕线组8绕Φ2.0铜线，共4匝。

在本方案中，所述内充绕线组绕1.8*3.4扁线，共6匝。

在本方案中，所述推出部分包括垫块、若干顶杆、推出板及推出垫板，所述垫块位于内充铁芯与外充铁芯之间配合围成的充磁有效区域，以支撑待充磁产品，并在充磁有效区域上下移动；所述推出板与推出垫板之间固定连接；若干顶杆穿设在极头部分中，其上端接触垫块，下端固定在推出板与推出垫板之间。

在本方案中，所述若干顶杆沿圆周方向等距分布。

本方案提供的径向两极充磁夹具，可以对粘接铁氧体磁环或粘接钕铁硼磁环进行充磁，能够实现产品外周面表磁分布为正弦波。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本发明。

图1为本发明实例中径向两极充磁夹具的主视图；

图2为本发明实例中径向两极充磁夹具的俯视图。

附图标记。

1	底板	15	第二支撑杆
				2	接线端子	16	推出板
3	电磁线	17	推出垫板
				4	外壳	18	第一螺钉
5	内充铁芯	19	第二螺钉
				6	端盖	20	第一垫脚
7	产品	21	第二垫脚
				8	外充绕线组	22	第四螺钉
9	外充铁芯	23	第五螺钉
				10	垫块	24	第三垫脚
11	内充绕线组	25	第四垫脚
				12	顶杆	26	电磁线
13	填充树脂	27	第三支撑杆
				14	第一支撑杆	28	第三螺钉

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

本实例通过对待充磁产品产生2极垂直于产品外周方向的外充磁场和2极垂直于产品内周方向的内充磁场，两磁场方向相同，相互叠加对产品进行饱和充磁，以此来使得产品外周面表磁分布为完美的正弦波形。

参见图1和图2，其所示为本实例基于上述原理提供的径向两极充磁夹具的结构示意图。该夹具能够对待充磁产品进行径向两极充磁，并使得产品外周面表磁分布为正弦波形。

由图可知，该径向两极充磁夹具，主要包含底板1，固定在底板上方的极头部分(4、5、6、8、9、11、13)、推出部分(10、12、16、17)与接线端子2四部分。

底板1作为整个夹具的底座用于承载其它的组成部件。该底板1的上表面为安装面用于安置其它的组成部件，下表面的四个端角处分别垫四个绝缘垫脚20、21、24、25。

其中接线端子2用于外接电源，其分别通过第四螺钉22和第五螺钉23固定在底板1上。

极头部分为整个夹具中的充磁执行部件，用于承载待充磁产品，对待充磁产品进行径向两极充磁，并使得产品外周面表磁分布为正弦波形。该极头部分相对于接线端子2通过第一支撑杆14、第二支撑杆15、第三支撑杆27安置在底板1上，并通过第一螺钉18、第二螺钉19、第三螺钉28进行固定，具体为极头部分的底端通过第一支撑杆14、第二支撑杆15、第三支撑杆27的顶端固定连接，连接方式可以为螺接；而第一支撑杆14、第二支撑杆15、第三支撑杆27的底端与底板1接触，并分别通过第一螺钉18、第二螺钉19、第三螺钉28进行固定。

为了保证极头部分的稳定性，第一支撑杆14、第二支撑杆15、第三支撑杆27沿圆周方向等距分布。

由此设置的极头部分通过电磁线3、26连接于接线端子2，再由接线端子2外接电源。

夹具中的推出部分与极头部分配合设置，构成夹具的充磁组件。该推出部分用于将完成充磁产品推出极头部分，其具体设置在极头部分和底板之间，并相对于极头部分可以上下移动，继而实现将完成充磁产品推出极头部分。

上述方案在具体实现时，极头部分具体包括非导磁外壳4、内充铁芯5、内充绕线组11、外充铁芯9、外充绕线组8、端盖9及填充树脂13。外壳4内分为上下两部分，上部分具有相应的装配孔，用于安置相应的外充铁芯9和内充铁芯5，同时在上部分底部具有安装台阶，用于固定内充铁芯5；外壳4内的下部分用填充树脂13封装。

外充铁芯9上绕外充绕线组8，其下端固定在外壳4的装配孔内，上端靠端盖6固定并用填充树脂13封装。内充铁芯5上绕内充绕线组11，其整体传设在外充铁芯9内，且下端固定在外壳4的安装台阶上，并用填充树脂13封装。由此设置的外充铁芯9与内充铁芯5之间配合围成的气隙即为充磁有效区域，充磁时产品7固定在此有效区域内，以便进行充磁。其中外充绕线组8绕Φ2.0铜线，共4匝；内充绕线组绕1.8*3.4扁线，共6匝。

由此设置的极头部分中，外充铁芯绕9有外充绕组8，在通电瞬间，外充绕组8会产生2极垂直于产品外周方向的辐射磁场，该磁场称为外充磁场，外充磁场将产品外周磁化。

内充铁芯5绕有内充绕组11，在通电瞬间，内充绕组11会产生2极垂直于产品内周方向的辐射磁场，该磁场称为内充磁场，内充磁场将产品内周磁化。

由此形成的外充磁场与内充磁场方向相同，在通电瞬间，两个辐射磁场相互叠加，将产品饱和充磁，经过叠加辐射磁场充磁的产品，外周面表磁呈正弦波分布。

本夹具中推出部分具体包括垫块10、三个顶杆12、推出板16和推出垫板17。垫块10整体安置在极头部分中可在外壳4、外充铁芯9、内充铁芯5围成的充磁有效区域内，并可在充磁有效区域内上下活动。该垫块10用于垫在产品7下端，以将产品7定在此有效区域内定在充磁有效区域内。

推出板16与推出垫板17之间粘胶固定，二者可在外壳4与底板1之间的空隙处上下活动；共计三个顶杆12沿圆周方向120°分布，且分别穿过外壳4与填充树脂13的让位孔，其下端固定在推出板16与推出垫板17之间，其上端接触垫块10。这里顶杆12的数量并不限于此，根据需要还可采用其它的设计方案。

本夹具中接线端子2包括四个接线柱A1、A2、B1、B2，其中A1与A2导通，B1与B2导通，A1、A2与B1、B2之间为开路。A1外接电源正极，A2通过电磁线3连接外充绕线组8与内充绕线组11的进线端；B1外接电源负极，B2通过电磁线26连接外充绕线组8与内充绕线组11的出线端；由此外充绕线组8与内充绕线组11为双路并联。

根据上述方案构成的径向两极充磁夹具在对待充磁产品7进行从充磁操作时，充磁开始前，推出垫板17下端贴紧底板1，垫块10下端贴紧外壳4的固定台阶，产品7下端贴紧垫块10，将产品7固定在极头部分中的充磁有效区域内内；

接着接通电源，开始从充磁，产品外充铁芯绕有的外充绕组，在通电瞬间，外充绕组会产生2极垂直于产品外周方向的辐射磁场，即外充磁场，外充磁场将产品外周磁化；产品内充铁芯绕有的内充绕组，在通电瞬间，内充绕组会产生2极垂直于产品内周方向的辐射磁场，即内充磁场，内充磁场将产品内周磁化。外充磁场与内充磁场方向相同，在通电瞬间，两个辐射磁场相互叠加，将产品饱和充磁，经过叠加辐射磁场充磁的产品，外周面表磁呈正弦波分布，整个充磁过程在刷瞬间完成。

充磁完成后，借助外力将推出板16向上顶出，带动顶杆12、垫块10一齐向上将充磁完成的产品7顶出。

针对本方案进行有限元模拟计算，在10KA电流充磁时，产品外径位置磁通密度可达到2.5T(特斯拉)，可以满足钕铁硼永磁材料及铁氧体永磁材料充磁要求。

由上可知，利用该充磁夹具，可以对粘接铁氧体磁环或粘接钕铁硼磁环进行充磁，能够实现产品外周面表磁分布为正弦波。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种径向两极充磁夹具，其特征在于，所述夹具包括：

充磁组件，所述充磁组件承载待充磁产品，对待充磁产品进行径向两极充磁，并使得产品外周面表磁分布为正弦波形；

接线端子，所述接线端子连接充磁组件及电源。

2.根据权利要求1所述的径向两极充磁夹具，其特征在于，所述充磁组件包括：

极头部分，所述极头部分承载待充磁产品，对待充磁产品产生2极垂直于产品外周方向的外充磁场和2极垂直于产品内周方向的内充磁场，两磁场方向相同，相互叠加对产品进行饱和充磁，使得产品外周面表磁呈正弦波分布；

推出部分，所述推出部分与极头部分配合设置，用于将完成充磁产品推出极头部分。

3.根据权利要求2所述的径向两极充磁夹具，其特征在于，所述极头部分包括非导磁外壳、内充铁芯、内充绕线组、外充铁芯、外充绕线组、端盖及填充树脂；所述外充铁芯上绕外充绕线组，其下端固定在外壳的装配孔内，上端靠端盖固定并用填充树脂封装；所述内充铁芯上绕内充绕线组，其下端穿过内充铁芯固定在外壳的安装台阶上，并用填充树脂封装，且内充铁芯与外充铁芯之间配合围成充磁有效区域，以用于安置待充磁产品。

4.根据权利要求3所述的径向两极充磁夹具，其特征在于，所述外充铁芯绕有的外充绕组，在通电瞬间，外充绕组会产生2极垂直于产品外周方向的外充磁场，外充磁场将产品外周磁化；所述内充铁芯绕有的内充绕组，在通电瞬间，内充绕组会产生2极垂直于产品内周方向的内充磁场，内充磁场将产品内周磁化；所述外充磁场与内充磁场方向相同，在通电瞬间，两个辐射磁场相互叠加，对产品饱和充磁。

5.根据权利要求3所述的径向两极充磁夹具，其特征在于，所述外充绕线组与内充绕线组间为双路并联。

6.根据权利要求3所述的径向两极充磁夹具，其特征在于，所述外充绕线组与内充绕线组的进线端外接电源正极，所述外充绕线组与内充绕线组的出线端外接电源负极。

7.根据权利要求3所述的径向两极充磁夹具，其特征在于，所述外充绕线组8绕Φ2.0铜线，共4匝。

8.根据权利要求3所述的径向两极充磁夹具，其特征在于，所述内充绕线组绕1.8*3.4扁线，共6匝。

9.根据权利要求2所述的径向两极充磁夹具，其特征在于，所述推出部分包括垫块、若干顶杆、推出板及推出垫板，所述垫块位于内充铁芯与外充铁芯之间配合围成的充磁有效区域，以支撑待充磁产品，并在充磁有效区域上下移动；所述推出板与推出垫板之间固定连接；若干顶杆穿设在极头部分中，其上端接触垫块，下端固定在推出板与推出垫板之间。

10.根据权利要求9所述的径向两极充磁夹具，其特征在于，所述若干顶杆沿圆周方向等距分布。