CN107017073A - 永磁体组件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种永磁体组件，带有大量构造成方形的永磁体(2,3,4,5,6,7)，该永磁体沿矩阵列(15;72,73,74)并且沿矩阵行(14;82,83,84)布置成二维的矩阵，其中永磁体分别平行于其外缘中的一个被磁化并且在矩阵列中和/或在矩阵行中构造为由至少三个彼此排成一排的永磁体形成的海尔贝克组件(8,9)并且其中邻近的海尔贝克组件(8,9)彼此具有间距(10,11)，该间距相应于海尔贝克组件的彼此排成一排的永磁体(2,3,4,5,6,7)的间隔(12)，以为了在海尔贝克组件之间形成间隙(16)。根据本发明设置成，在间隙(16)中的至少一个中布置有永磁体(2,3,4,5,6,7)。

Description

永磁体组件
技术领域
本发明涉及一种带有大量构造成方形的永磁体的永磁体组件，这些永磁体沿矩阵列并且沿矩阵行布置成二维的矩阵，其中永磁体分别平行于其外缘中的一个被磁化并且在矩阵列中和/或在矩阵行中构造为由至少三个彼此排成一排的永磁体形成的海尔贝克组件并且其中邻近的海尔贝克组件彼此具有间距，该间距相应于海尔贝克组件的彼此排成一排的永磁体的至少一个间隔(Teilung)，以为了在海尔贝克组件之间形成间隙。
背景技术
文件US8,009,001B1公开了所谓的第二级的(zweiter Ordnung)超海尔贝克永磁体组件(Hyper-Halbach-Permanentmagnetanordnung)，其包括大量彼此邻近布置的永磁体并且形成带有行和列的矩形的矩阵，在这些行和列中第一排的永磁体的相应的磁场如此布置，即使得这些磁场确定第一级的(erster Ordnung)传统的海尔贝克布置并且在这些磁场中在永磁体组件的列方向上第二排和每个后面的排的永磁体组件的永磁体的相应的磁场分别在逆时针方向上以围绕垂直于列方向的轴线旋转的方式通过相对于直接之前的行的磁场相继的90度旋转而取向。
发明内容
本发明的任务在于，提供一种具有高的效率的永磁体组件。
该任务对于开头提及的类型的永磁体组件利用权利要求1的特征的解决。在此设置成，在间隙的至少一个中布置有永磁体。通过填充在永磁体组件中的一个或多个间隙能够实现优化由永磁体组件提供的磁通量的通量密度分布和/或绝对的值。优选地在邻近的海尔贝克组件之间的间距相应于海尔贝克组件的彼此排成一排的永磁体的间隔的整数的多倍。
本发明的有利的改进方案是从属权利要求的对象。
优选地设置成，布置在间隙中的一个中的永磁体的磁化横向于矩阵列和矩阵行的延伸取向。磁化可理解成，该磁化相对于海尔贝克组件的周围地布置的永磁体的磁化垂直地、正交地或成直角地取向。
适宜的是，海尔贝克组件的这样的永磁体(即该永磁体的磁化横向于矩阵列和矩阵行的延伸取向)用作在二维的矩阵内部的两个彼此垂直取向的海尔贝克组件的共同的节点。由此在海尔贝克组件方面实现了有利地使用这样的永磁体，即该永磁体横向于矩阵列和矩阵行的延伸取向。所述永磁体分别布置在彼此成直角地取向的海尔贝克组件的交叉点处并且因此形成对于两个交叉的海尔贝克组件的共同的节点。
有利的是，在间隙的至少一个中布置有永磁体，该永磁体的磁化沿矩阵列的延伸或沿矩阵行取向并且该永磁体相对于刚好一个邻接的永磁体同向地磁化。在此设置成，该永磁体邻接其他的同样沿矩阵列的延伸或沿矩阵行磁化的永磁体而布置，其中刚好另一邻接的永磁体的磁化仅仅与布置在间隙中的永磁体的磁化一致。示范性地设置成，布置在间隙中的永磁体布置在构造成十字形的永磁体组的中间。
优选地设置成，多个布置在间隙中的(尤其全部布置在间隙中的)永磁体成列地和/或成行地具有横向于矩阵列和矩阵行的延伸取向的磁化。可选地能够设置成，仅仅间隙中的一部分装备有永磁体，该永磁体具有横向于矩阵列和矩阵行的延伸取向的磁化，或全部的间隙装备有如此磁化的永磁体。
在本发明的另外的设计方案中设置成，在间隙中布置的永磁体成列地和/或成行地同向地被磁化。示例性地能够设置成，分别成列地布置在间隙中的永磁体同向地被磁化并且布置在间隙中的邻近的列的永磁体反向地被磁化。优选地设置成，布置在间隙中的全部的永磁体具有相同的磁性的定向。
优选地设置成，在成行地布置的海尔贝克组件之间的间隙中布置有分别成行地同向地磁化的永磁体，该永磁体形成永磁体行，并且邻近的永磁体行的永磁体同向地被磁化。
在本发明的有利的改进方案中设置成，在成行地邻近布置的海尔贝克组件之间的间隙中布置有带有横向于矩阵列和矩阵行的延伸取向的同向的磁化的分别成行地彼此排成一排的永磁体。由此成行地布置的海尔贝克组件分别通过永磁体排彼此间隔开，其中该永磁体排同样分别在整个矩阵行上延伸并且优选地由一致地构造的并且取向的永磁体排在一起。
适宜的是，矩阵列的数量与矩阵行的数量相同并且海尔贝克组件沿矩阵的外缘延伸。由此可得到在单个的海尔贝克组件之间的有利的相互作用，该相互作用导致带有最大的通量密度的超过平均水平地高的数值的均匀的通量密度分布并且因此保证了用于永磁体组件的期望的高的磁效率。
附图说明
本发明的有利的实施方式在图纸中示出。在此：
图1显示了永磁体组件的第一实施方式的示意性的俯视图，
图2显示了永磁体组件的第二实施方式的示意性的俯视图，
图3显示了永磁体组件的第三实施方式的示意性的俯视图，
图4显示了永磁体组件的第四实施方式的示意性的俯视图，
图5显示了永磁体组件的第五实施方式的示意性的俯视图，
图6显示了永磁体组件的第六实施方式的示意性的俯视图，
图7显示了永磁体组件的第七实施方式的示意性的俯视图，
图8显示了永磁体组件的第八实施方式的示意性的俯视图，
图9显示了永磁体组件的第九实施方式的示意性的俯视图，并且
图10显示了永磁体组件的第十实施方式的示意性的俯视图。
具体实施方式
对于图1到10的下文的描述纯粹示范性地以此为出发点，即全部的永磁体2到7中分别实施成立方体并且布置在相应于图1到10的示图平面的共同的平面中。此外纯粹示范性地以此为出发点，即永磁体2到7直接彼此邻接地(尤其彼此处于直接的实体的接触)布置并且分别提供相同的磁通量。
示例性地永磁体组件1,21,31,41,51,61,71,81和91的所有的在图1到10中示出的不同的实施方式构造为7x7矩阵，也就是说纯粹示范性地包括最大四十九个布置在下文更详细地描述的矩阵行和矩阵列中的永磁体2到7。永磁体组件的未示出的实施方式具有带有不同的数量的永磁体的正方形的基面或矩形的基面。
为了简化对单个的永磁体2到7及其在相应的永磁体组件1,21,31,41,51,61,71,81和91内部的定位进行的描述在所有的图中这样的永磁体设有相同的参考符号，即这些永磁体的磁化具有相同的定向。此外结合图1到8的实施例以此为出发点，即在彼此交叉地布置的从现有技术中已知的海尔贝克组件8,9之间设置有间隙16。该间隙16根据图1到8的实施例设置在矩阵位置2/2,2/4,2/6,4/2,4/4,4/6,6/2,6/4,6/6处，其中前面提及的矩阵位置以在相应的图1到9中示出的左下方的永磁体2为出发点而得出。与此相应地在图1中纯粹示范性地利用矩阵位置1/1,1/7,7/1和7/7标明了设置在永磁体组件1的相应的拐角中的永磁体2,3。此外布置在间隙16中永磁体的取向是纯粹示范性的。相应的永磁体也能够利用其他的空间的取向布置在相应的间隙16中。
因为永磁体组件1,21,31,41,51,61,71,81,91和101的在图1到10中示出的不同的实施方式分别仅仅通过单个的永磁体2到7的布置彼此区分，故在下文对这些不同的实施方式进行的描述中对于永磁体2到7始终使用相同的参考符号。
在永磁体2到7中纯粹示意性地以此为出发点，即箭头方向象征了在相应的永磁体2到7内部的磁化方向。在此对于横向于图1到7的示图平面被磁化的永磁体2而言仅仅可看到箭头顶部，而对于同样横向于图1到7的示图平面被磁化的永磁体3而言仅仅可看到箭头端部。纯粹示范性地永磁体组件1,21,31,41,51,61,71和81的全部实施方式如其在图1到8中示出的那样分别包括海尔贝克组件8,9中的至少一个，所述海尔贝克组件8,9示例性地由来自永磁体2到7的组群的分别七个永磁体形成。
对于永磁体组件1,21,31,41,51,61,71和81的另外的描述以此为出发点，即彼此平行取向的海尔贝克组件8,9分别彼此具有间距10,11，该间距10,11相应于在单个的永磁体2到7之间的间隔12。此外纯粹示例性地设置成，海尔贝克组件8分别沿矩阵行14延伸，而海尔贝克组件9分别沿矩阵列15延伸。
在根据图1到8的永磁体组件1,21,31,41,51,61,71和81的实施方式中此外设置成，海尔贝克组件8,9分别单次或多次交叉，其中海尔贝克组件8,9如此布置，即使得海尔贝克组件8,9的节点或交叉点分别通过横向于矩阵行14和矩阵列15磁化的永磁体2,3形成。由于海尔贝克组件8,9的该交叉的布置分别在邻近布置的海尔贝克组件8,9之间不仅在矩阵行14的方向上而且在矩阵列15的方向上产生间隙16，该间隙16在永磁体组件1,21,31,41,51,61,71,81的下文更详细地描述的实施方式中至少部分地利用不同地取向的永磁体2到7填充。
在位于图1中示出的永磁体组件1中仅仅处于外部的间隙16(也就是说与永磁体组件1的拐角区域具有最小的间距的间隙16)装备有永磁体2,3，而处于内部的间隙16保持自由。如此选择布置在处于外部的间隙16中的永磁体2,3的磁化，即使得沿对角线17或18邻近布置的永磁体2,3分别具有反向的磁化。
在位于图2中示出的永磁体组件21中全部的间隙16装备有永磁体2。
在位于图3中示出的永磁体组件31中处于外部的间隙16装备有永磁体2，而其余的处于内部的间隙16装备有永磁体3。
在图4中示出的永磁体组件41是根据图1的永磁体组件1的变型方案，在该变型方案中对于在处于外部的间隙16中的永磁体2,3附加地处于内部的间隙16也装备有永磁体4到7。在此布置在处于内部的间隙16中的永磁体4到7的磁化分别相对于分别邻近地处于外部安置的海尔贝克组件8,9的永磁体4到7的磁化同向地取向。
在图5中示出的永磁体组件51是根据图4的永磁体组件41的变型方案，在该变型方案中不同于根据图4的实施方式布置在处于内部的间隙16中的永磁体4到7基于处于内部的、没有永磁体2到7的保留的间隙16具有圆周形的、分别偏离了90度的磁化。
在图6中示出的永磁体组件61同样是根据图4的永磁体组件41的变型方案，在该变型方案中不同于根据图4的实施方式布置在处于内部的间隙16中的永磁体4到7分别设有垂直于邻近布置的外缘62到65取向的磁化。
在位于图7中示出的永磁体组件71中设置成，在第二矩阵列72的间隙16中布置有永磁体5并且在第六矩阵列74中布置有永磁体4，而在第四矩阵列73中布置有永磁体6,7。
在位于图8中示出的永磁体组件81中在第二、第四和第六矩阵行82,83,84中分别布置有成行地同类地磁化的永磁体2或3。
在位于图9中示出的永磁体组件91中纯粹示范性地分别交替地成行地布置海尔贝克组件8和永磁体排92,93,94。在此永磁体排92和94分别包括成行地布置的永磁体3，而永磁体排93包括成行地布置的永磁体2。在位于图10中示出的永磁体组件101中纯粹示范性地设置成行地取向的海尔贝克组件8。在海尔贝克组件8之间示范性地同样成行地布置永磁体排102,103,104,105。在此永磁体排102纯粹示范性地包括彼此排成一排的永磁体3。直接邻接永磁体排102的永磁体排103包括示例性地彼此排成一排的永磁体4。与此相应地分别邻接的海尔贝克组件8以在海尔贝克组件8内部的永磁体的双倍的间隔彼此间隔开。
由海尔贝克组件8分离的永磁体排104和105包括彼此排成一排的永磁体7。
通过在海尔贝克组件之间成排地布置永磁体在未示出的实施方式中作为根据图10的实施方式的变型方案能够在行方向上彼此偏移地布置海尔贝克组件和邻近的永磁体排的永磁体。补充地或备选地在同样未示出的实施方式中作为根据图10的实施方式的另外的变型方案邻近的永磁体排能够设有相对彼此以90度偏移地取向的磁化并且分别通过海尔贝克组件分离地布置。

Claims (9)

1.一种永磁体组件，带有大量构造成方形的永磁体(2,3,4,5,6,7)，所述永磁体(2,3,4,5,6,7)沿矩阵列(15;72,73,74)并且沿矩阵行(14;82,83,84,92,93,94;102,103,104,105)布置成二维的矩阵，其中所述永磁体(2,3,4,5,6,7)分别平行于其外缘中的一个被磁化并且在所述矩阵列(15;72,73,74)中和/或在所述矩阵行(14;82,83,84,92,93,94;102,103,104,105)中构造为由至少三个彼此排成一排的永磁体(2,3,4,5,6,7)形成的海尔贝克组件(8,9)并且其中邻近的海尔贝克组件(8,9)彼此具有间距(10,11)，该间距(10,11)相应于所述海尔贝克组件(8,9)的彼此排成一排的永磁体(2,3,4,5,6,7)的至少一个间隔(12)，以为了在所述海尔贝克组件(8,9)之间形成间隙(16)，其特征在于，在所述间隙(16)中的至少一个中布置有永磁体(2,3,4,5,6,7)。
2.根据权利要求1所述的永磁体组件，其特征在于，布置在所述间隙(16)中的一个中的永磁体(2,3,4,5,6,7)的磁化横向于所述矩阵列(15;72,73,74)和矩阵行(14;82,83,84)的延伸取向。
3.根据权利要求1或2所述的永磁体组件，其特征在于，所述海尔贝克组件(8,9)的这样的永磁体(2,3,4,5,6,7)用作在所述二维的矩阵内部的两个彼此垂直取向的海尔贝克组件(8,9)的共同的节点，即该永磁体(2,3,4,5,6,7)的磁化横向于所述矩阵列(15;72,73,74)和矩阵行(14;82,83,84,92,93,94;102,103,104,105)的延伸取向。
4.根据权利要求1,2或3所述的永磁体组件，其特征在于，在所述间隙(16)中的至少一个中布置有永磁体(2,3,4,5,6,7)，该永磁体(2,3,4,5,6,7)的磁化沿所述矩阵列(15;72,73,74)的延伸或沿所述矩阵行(14;82,83,84,92,93,94;102,103,104,105)取向并且该永磁体(2,3,4,5,6,7)尤其相对于海尔贝克组件(8,9)的刚好一个邻接的永磁体(2,3,4,5,6,7)同向地被磁化。
5.根据前述权利要求中任一项所述的永磁体组件，其特征在于，多个布置在所述间隙(16)中的尤其全部的布置在间隙(16)中的永磁体(2,3,4,5,6,7)成列地和/或成行地具有横向于所述矩阵列(15;72,73,74)和矩阵行(14;82,83,84,92,93,94;102,103,104,105)的延伸取向的磁化。
6.根据权利要求5所述的永磁体组件，其特征在于，布置在所述间隙(16)中的永磁体(2,3,4,5,6,7)成列地和/或成行地同向地被磁化。
7.根据前述权利要求中任一项所述的永磁体组件，在成行地布置的海尔贝克组件(8)之间的间隙(16)中布置有分别成行地同向地磁化的永磁体(2,3,4,5,6,7)，该成行地同向地磁化的永磁体(2,3,4,5,6,7)形成永磁体行(92,93,94;102,103,104,105)，并且邻近的永磁体行(92,93,94;102,103,104,105)的永磁体(2,3,4,5,6,7)同向地被磁化。
8.根据前述权利要求中任一项所述的永磁体组件，其特征在于，在成行地邻近布置的海尔贝克组件(8,9)之间的间隙(16)中布置有带有横向于所述矩阵列(15;72,73,74)和矩阵行(14;82,83,84,92,93,94;102,103,104,105)的延伸取向的同向的磁化的分别成行地彼此排成一排的永磁体(2,3,4,5,6,7)。
9.根据前述权利要求中任一项所述的永磁体组件，其特征在于，矩阵列(15;72,73,74)的数量与矩阵行(14;82,83,84,92,93,94;102,103,104,105)的数量相同并且海尔贝克组件(8,9)沿所述矩阵的外缘(62,63,64,65)延伸。
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RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20170804

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