CN110998763A - 用于磁化不同磁性矫顽场强的至少两个磁铁的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于磁化不同磁性矫顽场强的至少两个磁铁(20,22)的方法，其中，该方法具有以下方法步骤：a)同时将至少两个磁铁(20,22)置于具有可预设的第一场强以及第一磁场方向的基本均匀的第一磁场中，以将磁铁以第一磁场方向完全磁化；b)同时将在步骤a)中磁化的磁铁(20,22)置于具有可预设的第二场强以及与第一磁场方向相反的第二磁场方向的基本均匀的第二磁场中，以将至少两个磁铁(20,22)不同地磁化。

Description

用于磁化不同磁性矫顽场强的至少两个磁铁的方法

技术领域

本发明涉及一种用于磁化不同磁性矫顽场强的至少两个磁铁的方法。

背景技术

已知极化的电磁继电器，其可以分别具有带线圈、磁芯和两个永磁铁的磁铁系统。这种极化的电磁继电器例如通过WO 2013/144232 A1已知。

发明内容

本发明的目的在于，提出一种方法，通过该方法可以以简单的方式快速、灵活并且低成本地将至少两个磁铁不同地磁化。

本发明的核心构思在于，同时将不同磁性矫顽场强的至少两个磁铁置于第一磁场中并接着同时置于具有相反的磁场方向的第二磁场中，以使两个磁铁在磁化方法结束时不同地磁化。为此，磁铁在根据本发明进行磁化之前优选共同布置在磁化装置中，该磁化装置例如包括磁化线圈。

这样磁化的磁铁可尤其作为永磁铁安装在电磁继电器中。需要指出的是，至少两个磁铁在其置于第一磁场中之前可以首先是未磁化的或任意预磁化的。

上述技术问题通过权利要求1的方法步骤实现。

由此设计一种用于磁化不同磁性矫顽场强的至少两个磁铁的方法，其具有以下方法步骤：

a)同时将至少两个磁铁置于具有可预设的第一场强以及第一磁场方向的基本均匀的第一磁场中，以将磁铁以第一磁场方向完全磁化；

b)同时将在步骤a)中磁化的磁铁置于具有可预设的第二场强以及与第一磁场方向相反的第二磁场方向的基本均匀的第二磁场中，以将至少两个磁铁不同地磁化，其中，第一场强高于第二场强。

如果以此方式将正好两个磁铁磁化，则其可以看作是具有三极磁铁特性的组件。

需要指出的是，至少两个磁铁在其置于第一磁场并随后置于第二磁场中之前可以首先是未磁化的或预磁化的。预磁化可以以预设的方式或任意地进行。也就是说：预磁化的程度可以是预设的或任意确定的。

概念“完全磁化”理解为将磁铁磁化至磁性饱和。

在执行步骤a)和b)之前可以有利地将至少两个磁铁布置在磁化装置中，其中，第一和第二磁场由磁化装置提供。第一和第二均匀磁场优选在磁化装置的内腔中产生，磁铁布置在该内腔中。

磁化装置可以具有磁化线圈、与磁化线圈电气相连的用于产生可调节的励磁电流的装置，尤其是脉冲电流磁化设备和必要时用于容纳和保持磁铁的承载组件。

磁铁相对于第一和第二磁场方向彼此相继地布置，从而将磁铁轴向地或者说沿场方向磁化。

在步骤b)中有利地将第二磁场的可预设的第二场强设置得使至少两个磁铁以相反的方向磁化，其中，将具有较高磁性矫顽场强的磁铁以第一磁场方向磁化，并且将具有较低矫顽场强的磁铁以第二磁场方向磁化。

附图说明

接下来根据实施例进一步阐述本发明。其中，

图1示出了具有两个根据本发明不同地磁化的磁铁的极化的电磁继电器的纵剖面图，

图2示出了布置在极化的继电器中的、包含两个磁铁的组件的纵剖面图，

图3a示出了具有承载组件的磁化装置的透视图，图2中所示的组件可以布置在该承载组件中，

图3b示出了图3a中所示的磁化装置的俯视图，

图3c示出了图3a中所示的装配装置的透视图，该装配装置安装在承载组件中，

图3d示出了包含在承载组件中的磁化线圈，

图4示出了两个在图1和图2中示出的具有不同矫顽场强的磁铁的磁化曲线，

图5示出了按照图4中所示的磁化曲线通过第一磁场以第一磁场方向为两个磁铁充磁，

图6示出了按照图4中所示的磁化曲线通过预设场强的第二磁场以与第一磁场方向相反的第二磁场方向为两个磁铁充磁，

图7示出了按照图4中所示的磁化曲线在移除第二磁场之后的两个磁铁的磁化状态。

具体实施方式

图2示例性示出了具有不同磁性矫顽场强的两个磁铁20和22，其例如可以是组件10的一部分。磁铁20和22可以例如是未磁化的或任意预磁化的，并且分别由铁磁材料制成。假设例如磁铁20具有比磁铁22更高的磁性矫顽场强。例如，具有较高磁性矫顽场强的磁铁20可以是SmCo磁铁，而具有较低磁性矫顽场强的磁铁22可以是铁氧体磁铁。当然也可以使用两个以上的磁铁。

组件10优选具有承载部件50，该承载部件可以具有U形的横截面。承载部件50在此情况下具有两个相对置的壁部区段51和52和连接两个壁部区段的底部区段53。虽然两个磁铁20和22可以直接并排地布置，但其在所示的例子中布置在磁通部件30，31和32之间并由此彼此空间分隔地布置。

如图2进一步所示，两个磁铁20和22平行于组件10的沿x方向延伸的纵轴11地，并且相对于纵轴11相继地布置。

磁通部件31形成未示出的摇摆式电枢的支撑件，而两个磁通部件30和32形成电磁铁的极。磁通部件30，31和32和两个磁铁20和22由支撑板40承载。磁通部件30至32，磁铁20和22和支撑板40布置在底部区段53上方两个壁部区段51和52之间，并且与承载部件50包围容纳区域110，磁铁系统的元件可以布置在该容纳区域中，如在图1中按照极化的电磁继电器示例性所示。图1中示例性示出的磁铁系统还具有摇摆式电枢12，铁磁芯2，线圈和极靴3。两个磁铁20和22同样可以分配给磁铁系统。

两个连接销100和101从承载部件50伸出，其中，连接销71例如作为负载连接销，并且连接销70设置用于与图1中示例性示出的极化的电磁继电器的固定触点电气连接。WO2013/144232A1详细说明了图1所示的极化的继电器，在此完整地引用其内容。

例如在具有两个磁铁20和22的组件10安装到图1中所示的极化的电磁继电器中之前，具有不同磁性矫顽场强并且可以首先是未磁化的或任意预磁化的两个磁铁20和22以可预设的两级的方式磁化。为了更好地运输，磁铁在实践中被预磁化。

整个组件10优选首先布置在磁化装置80中，如在图3a以及3d中示例性示出的。磁化装置80可以例如具有图3d中所示的磁化线圈60，用于提供所需励磁电流的可调节的电源(未示出)可以连接在磁化线圈上。电源可以是脉冲电流磁化设备的一部分，该脉冲电流磁化设备构造用于产生脉冲式的电流。脉冲电流磁化设备可以分配给磁化装置80。磁化线圈60优选构造为空心线圈，其具有圆柱形的线圈内腔62，组件10可以引入并定位在该线圈内腔中，如在图3d中所示的。

如图3a中所示，磁化装置80还可以具有承载组件70，其包含具有开口73的壳体75，开口的纵轴沿z方向延伸。图3d中所示的磁化线圈60布置在壳体75中，以使开口73与线圈内腔62对准地布置。在装配状态下，线圈轴61沿z方向延伸并且与壳体75的开口73的纵轴重合。承载组件70可以具有能够在壳体75上可松开地固定的装配装置或保持装置90，其构造用于在磁化线圈60内部保持和定位磁铁20和22或保持和定位组件10。装配装置90可以如图3所示构造为T形，并且具有水平延伸的区段91和与其垂直的保持区段92，保持区段在装配状态下沿z方向延伸到开口73或线圈内腔62中，并且在其上固定组件10。水平区段91具有大于壳体75的开口73直径的长度。在装配状态下，装配装置90可以借助水平区段91可松开地与壳体75例如拧紧。以此方式，装配装置90以及由此组件10可以精准地定位并固定在线圈内腔62中。该装配状态同样在图3a以及图3d中示出，其中，图3a中磁化线圈60被壳体75遮盖。

布置在壳体75中的磁化线圈60优选在装配状态下完全包围引入的组件10并由此完全包围两个磁铁20和22，如图3d中所示的。组件10这样布置在磁化线圈60内部，从而使组件10的纵轴11平行于沿z方向延伸的磁化线圈60的纵轴61延伸，并且使两个磁铁20和22优选布置在磁化线圈60的内腔62的纵轴上，即布置在内腔62的中心。以此方式使两个磁铁20和22相对于纵轴61相继地布置在磁化线圈60中。

在此需要指出的是，电源(未示出)可以提供可调节的第一励磁电流，其可以在磁化线圈60的内腔62中产生具有可预设的场强的基本均匀的第一磁场，该磁场具有沿z正方向指向的第一磁场方向。电源还可以提供可调节的第二励磁电流，其可以在磁化线圈60的内腔62中产生具有可预设的场强的基本均匀的第二磁场，该磁场具有沿负z方向指向的第二磁场方向。在此需要指出的是，第一磁场的场强大于第二磁场的场强。还要指出的是，第一励磁电流可以为例如1000至5000A，而第二励磁电流可以设置为例如200A。

接下来根据多个实施例结合附图4至7进一步阐述用于将磁铁20和22不同地磁化的方法。

假设具有两个可以是未磁化或任意预磁化的磁铁20和22的组件10布置在承载组件80中并由此布置在磁化线圈60中，如在图3a至3c中示例性示出的。

首先观察图4，其中示例性示出了在首次磁化磁铁20和22之前的两个不同的磁化曲线a)和b)，也称作磁滞曲线，其中，磁化曲线a)属于具有较高磁性矫顽场强的磁铁20，而磁化曲线b)属于具有较低矫顽场强的磁铁22。已知的是，磁化曲线图形化地展示了场密度B与磁场强度H的相关性。在图4以及在图5至7中还以已知的方式分别在x轴上示出了磁场强度H，并且在y轴上示出了磁通密度B。此外，在图4中以图表方式直接并排示出了两个还未磁化或任意预磁化的磁铁20和22，虽然它们如图2所示也可以通过磁通部件31相互间隔地布置。但是这对于本方法的工作原理来说无关紧要。

接下来观察图5。假设向磁化线圈60沿第一方向输送可预设的第一励磁电流，其在磁化线圈60的内腔62中沿第一磁场方向，例如沿z正方向，如指向右侧的箭头所示地产生可预设的场强的基本均匀的第一磁场。以此方式将两个磁铁20和22同时置于第一磁场中从而以第一方向完全磁化。两个磁铁20和22在第一次充磁之后的磁化状态在图5中示出。两个磁铁20和22沿z正方向被完全磁化，参见图3c。两个圆圈标记1分别表示磁铁中的磁通密度。

接下来观察图6和7。假设第一励磁电流关闭，并且比第一励磁电流小的可预设的第二励磁电流沿相反的方向输送到磁化线圈60中，该第二励磁电流在磁化线圈60的内腔62中沿与第一磁场方向相反的第二磁场方向，例如沿负z方向，如图6中指向左侧的箭头所示地产生可预设的场强的基本均匀的第二磁场。以此方式将两个磁铁20和22同时置于沿负z方向的第二磁场中，从而分别将磁铁20和22不同地磁化。第一和第二励磁电流优选为直流电流，其以可调节的时间以脉冲的方式流过磁化线圈60。

在图5至7中可以看到，第二磁场的场强弱于第一磁场的场强。尤其这样选择第二磁场的场强，从而使具有较小矫顽场强的磁铁22反向磁化，相反，具有较高矫顽场强的磁铁20的磁化不减弱。两个磁铁20和22在第二次充磁之后的磁化状态在图6或图7中通过两个圆圈标记2表示。在点2处的不同的磁化等级的实现方式是，使具有较高磁性矫顽场强的磁铁20的内部磁场不向相反方向，即第二磁场的场方向(图3c的-z方向)产生可能使磁铁20削弱的磁通。相反，具有较低磁性矫顽场强的磁铁22的内部磁性场强比第一磁铁的弱，从而使磁铁22中的磁通指向相反方向，即-z方向，其使磁铁22削弱并且最后在第二磁场的选定的场强下也永久地转换极性。两个磁铁20和22在关闭第二励磁电流之后或在将组件10从磁化线圈60中取出后的磁化状态在图7中通过两个圆圈标记3表示。结果是磁铁20被完全沿z方向磁化，而磁铁22被完全沿负z方向磁化。这在图7中通过两个图表方式示出的磁铁20和22和分别标注的北极和南极示出。

由两个之前未磁化或任意预磁化的磁铁20和22产生了具有三极磁铁特性的组件，即，具有两个位于外部的北极和一个共同的位于内部的南极的组件。

Claims (5)

1.一种用于磁化不同磁性矫顽场强的至少两个磁铁(20,22)的方法，其中，该方法具有以下方法步骤：

a)同时将至少两个磁铁(20,22)置于具有能够预设的第一场强以及第一磁场方向的基本均匀的第一磁场中，以将磁铁以第一磁场方向完全磁化；

b)同时将在步骤a)中磁化的磁铁(20,22)置于具有能够预设的第二场强以及与第一磁场方向相反的第二磁场方向的基本均匀的第二磁场中，以将至少两个磁铁(20,22)不同地磁化，其中，第一场强高于第二场强。

2.根据权利要求1所述的方法，

其特征在于，

在执行步骤a)和b)之前将至少两个磁铁布置在磁化装置(80)中，其中，第一和第二磁场由磁化装置(80)提供。

3.根据权利要求1或2所述的方法，

其特征在于，

至少两个磁铁(20,22)相对于第一和第二磁场方向彼此相继地布置。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的方法，

其特征在于，

在步骤b)中将第二磁场的能够预设的第二场强设置得使至少两个磁铁(20,22)以相反的方向磁化，其中，将具有较高磁性矫顽场强的磁铁(20)以第一磁场方向磁化，并且将具有较低矫顽场强的磁铁(22)以第二磁场方向磁化。

5.根据权利要求1至4中任意一项所述的方法，

其特征在于，

至少两个磁铁(20,22)在执行步骤a)和b)之前是未磁化的或被预磁化。

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