CN109616277A - 一种端面多极永磁体正弦波充磁夹具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种端面多极永磁体正弦波充磁夹具，主要包括：接线组件，充磁组件；接线组件连接充磁组件及电源；充磁组件通过铁芯构成充磁区域，并在通电后在充磁区域内形成八极磁场，以将充磁区域内内永磁体磁化，并使得磁化后永磁体表磁分布为平面八极。本方案形成的充磁夹具，其磁化后永磁体磁性能特征为端面多极充磁，且表磁波形为正弦波。

Description

一种端面多极永磁体正弦波充磁夹具

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。

对于可应用于汽车、航天等领域，测量角度位置或测速等的端面多极永磁体，其整体为圆形磁环。

鉴于端面多极永磁体性能的特殊，现有的充磁夹具在对磁体充磁形成端面多极永磁体时，永磁体波形精度不高，成品率，无法满足需求。

发明内容

针对现有充磁方案形成的端面多极永磁体波形精度不高的问题，需要一种新的充磁方案。

为此，本发明所要解决的技术问题是提供端面多极永磁体正弦波充磁夹具，可提高磁化后永磁体波形精度。

为了解决上述技术问题，本发明提供的端面多极永磁体正弦波充磁夹具，主要包括：

接线组件，所述接线组件连接充磁组件及电源；

充磁组件，所述充磁组件通过铁芯构成充磁区域，并在通电后在充磁区域内形成八极磁场，以将充磁区域内内永磁体磁化，并使得磁化后永磁体表磁分布为平面八极。

进一步的，所述充磁组件中的铁芯上绕有1匝线，形成8极充磁绕组；所述铁芯上1/8极部分均为圆弧面，并且满足如下公式：

h＝b*c/(a+b)；其中，h-圆弧高度；a-线槽宽度；b-1/8极部宽度；c-线槽深。

进一步的，所述充磁组件中还具有顶出部，所述顶出部与铁芯配合设置，用于将完成充磁产品顶出充磁夹具。

进一步的，所述铁芯固定在铁芯垫板和支撑柱上，并浇注树脂固定。

本方案形成的充磁夹具，其磁化后永磁体磁性能特征为端面多极充磁，且表磁波形为正弦波。

本充磁夹具磁化后永磁体波形精度高，与理论正弦波偏差在±0.5°以内，可以应用于汽车、航天等领域，测量角度位置或测速等。

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为本发明实例中端面多极永磁体正弦波充磁夹具的主视图；

图2为本发明实例中端面多极永磁体正弦波充磁夹具的俯视图。

图3为本发明实例中铁芯与永磁铁的配合示意图；

图4为图3在A-A方向的截面示意图；

图5为本发明实例中永磁铁磁化后磁极分布示意图；

图6为本发明实例中对磁化后永磁铁进行测试的示意图；

图7为本发明实例中磁化后永磁铁的表磁波形图。

附图标记：

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。

本实例针对几何特征为圆形磁环<外径OD*内径ID*高L>的永磁体，提供一种正弦波充磁夹具用于对这类永磁体进行充磁，使得磁化后永磁体磁性能特征为端面多极充磁，表磁波形为正弦波。

同时，本充磁夹具通过采用特定的充磁结构，使得磁化后永磁体波形精度高，可有效应用于汽车、航天等领域，测量角度位置或测速等。

另外，本实例针对的永磁体可以粘结永磁体，磁粉为钐钴、钕铁硼或铁氧体等。

参见图1和图2，其所示为本实例给出的端面多极永磁体正弦波充磁夹具的组成示例图。

由图可知，本实例给出的端面多极永磁体正弦波充磁夹具在结构上主要由底板1、接线端子2、定位板3、铁芯4、顶针5、铁芯垫板7、顶针板8、推出板9、支撑柱12以及电磁线15/17相互配合构成。

其中，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设置四个垫脚13；这些垫脚13与底板1之间由M4内六角螺丝连接；

其中接线端子2用于外接电源，两端分别通过两个螺栓14固定安置在底板1上。

本实例中，通过定位板3、铁芯4、铁芯垫板7以及3根支撑柱12相互配合构成充磁组件，并整体安置在底板1上。

具体的，将三根支撑杆12通过螺栓10固定在底板1上，这三根支撑杆12之间呈三角对称分布，以用于支撑铁芯4。

同时，铁芯4固定在铁芯垫板7和支撑柱12上，其上绕1匝线，并浇注树脂16进行固定；铁芯4上具有安置槽，该安置槽可与定位板3配合，在定位板3与铁芯4之间配合形成充磁空腔，作为充磁区域用于安置待充磁的永磁体6并对其进行充磁。

铁芯4通过电磁线15、17与底板1上的接线端子2进行连接，在通过电流时，铁芯4会在充磁空腔内形成磁化场。

本实例中，通过三根顶针5、顶针板8以及推出板9配合形成顶出部，其与铁芯4配合设置，用于将完成充磁产品顶出充磁夹具。

具体的，顶针板8和推出板9之间相互配合设置，相对于铁芯4分布在铁芯垫板7下部，并可相对于铁芯4进行上下移动。三根顶针5呈圆周分布，并与永磁体6截面相配合，这三根顶针5的底端固定在顶针板8和推出板9上，这三者之间分布通过三个螺栓11进行固定连接，而这三根顶针5的顶端伸入到铁芯4中的充磁空腔中，并可与充磁空腔中的永磁体6接触。

由此构成的顶出部，通过推出板9的上下移动，以驱动三根顶针5在铁芯4充磁空腔中的移动，继而可将充磁空腔中的永磁体6顶出充磁空腔。

由此构成的端面多极永磁体正弦波充磁夹具在运行时，将待充磁的永磁体6安置在铁芯4上的充磁空腔中，在充磁时接线端子2外接充磁电源，电流流过电磁线15/17，并在流经铁芯4时，铁芯4将在充磁空腔内形成磁化场，将永磁体6磁化。

在此基础上，为了能够有效的对永磁体进行端面多极充磁，且使得充磁后永磁体的表磁波形为正弦波，本实例中通过在铁芯4上绕1匝线，并通过该1匝线在铁芯4上形成8极充磁绕组，该8极充磁绕组对应于铁芯4上的充磁空腔分布，继而通电时，可实现在充磁空腔的区域内形成8极辐射磁场，使得永磁体6在该磁场内被磁化，磁化后产品磁性特征平面8极，如图5所示。

如此设置的铁芯4，在其上的绕组通电后，将在其周围产生强磁场，磁力线沿着磁导率较高的铁芯排列，本实例通过改进铁芯的几何形状，以调整绕组周围磁场的分布。

由于常规夹具中铁芯的1/8极部分均为平面结构，如此结构的铁芯在实际应用过程中无法有效的在铁芯上产生8极的正弦磁化场，继而无法使得永磁体被磁化后表磁分布为正弦波形。

本实例摒弃常规设计思路，经过大量的研究和试验，创新的将铁芯4的1/8极部分4.1设置成圆弧形(如图3和图4所示)，并在此基础上对铁芯4的几何结构进行调整，使其满足如下公式(1)：

h＝b*c/(a+b) (1)；

其中，

h-铁芯1/8极部分4.1的圆弧高度；

a-铁芯上线槽4.2的宽度；

b-铁芯1/8极部分4.1的宽度；

c-铁芯上线槽4.2的线槽深度。

如此设计的铁芯4在应用时，能够有效的提高磁化后永磁体的波形。通过圆弧形的1/8极部分4.1与满足公式(1)的铁芯几何结构相配合，能够在铁芯上产生8极的正弦磁化场并且能够有效的提高磁化后永磁体波形精度，使得永磁体被磁化后表磁分布为高精度的正弦波形。

针对本实例提供的端面多极永磁体正弦波充磁夹具方案，以下通过一应用实例来说明。

参见图1-图3，在充磁时，首选将充磁夹具上的接线端子2外接电源，同时将待充磁的永磁体6放置在铁芯4上的充磁空腔中，该铁芯4上绕有8极充磁绕组。

在完成准备充磁准备工作后，接线端子2接通电源，电流经过电磁线15/17流经铁芯4；铁芯4上的8极充磁绕组瞬间通过10000A电流，此时绕组在铁芯4上产生8极磁场，该磁场可以达到20000Oe，将充磁空腔内的永磁体6磁化，并且使得磁化后永磁体6表磁分布为平面8极(如图5所示)。

完成充磁后，推出板9向上移动，带动顶针板8与顶针3同步向上将完成充磁的永磁体6顶出。

针对基于上述方式完成充磁的永磁体6进一步进行性能测试。

参见图6，在进行性能测试时，通过霍尔探头20贴近产品(即永磁体6)表面，将产品旋转360°，探头扫描产品端面波形。

参见图7，其所示为经过测试所得到的磁化后永磁体6的表磁波形图。由图可知，通过本充磁夹具磁化后永磁体的波形为正弦波，且精度非常的高，与标准正弦波一致，能够很好的应用于汽车、航天等领域进行测量角度位置或测速等。

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 (4)

1.端面多极永磁体正弦波充磁夹具，其特征在于，包括：

接线组件，所述接线组件连接充磁组件及电源；

充磁组件，所述充磁组件通过铁芯构成充磁区域，并在通电后在充磁区域内形成八极磁场，以将充磁区域内内永磁体磁化，并使得磁化后永磁体表磁分布为平面八极。

2.根据权利要求1所述的端面多极永磁体正弦波充磁夹具，其特征在于，所述充磁组件中的铁芯上绕有1匝线，形成8极充磁绕组；所述铁芯上1/8极部分均为圆弧面，并且满足如下公式：

h＝b*c/(a+b)；其中，h-圆弧高度；a-线槽宽度；b-1/8极部宽度；c-线槽深。

3.根据权利要求1所述的端面多极永磁体正弦波充磁夹具，其特征在于，所述充磁组件中还具有顶出部，所述顶出部与铁芯配合设置，用于将完成充磁产品顶出充磁夹具。

4.根据权利要求1所述的端面多极永磁体正弦波充磁夹具，其特征在于，所述铁芯固定在铁芯垫板和支撑柱上，并浇注树脂固定。