CN112967857B

CN112967857B - 永磁装置

Info

Publication number: CN112967857B
Application number: CN202010306615.2A
Authority: CN
Inventors: 王进东; 史学伟; 王湛; 饶晓雷; 胡伯平
Original assignee: Beijing Zhong Ke San Huan High Tech Co Ltd
Current assignee: Beijing Zhong Ke San Huan High Tech Co Ltd
Priority date: 2020-04-17
Filing date: 2020-04-17
Publication date: 2023-12-15
Anticipated expiration: 2040-04-17
Also published as: CN112967857A

Abstract

本公开涉及一种永磁装置，包括：永磁体；两个第一磁轭，分别从永磁体的两极延伸并在末端形成气隙磁场；以及第二磁轭，两端分别与各自对应的第一磁轭留有间隙，第二磁轭配置为能够接近或远离第一磁轭移动，永磁装置具有：第一磁路，磁力线从永磁体的N极出发，经由两个第一磁轭以及气隙磁场回到永磁体的S极；和第二磁路，磁力线从N极出发，经由两个第一磁轭、第二磁轭以及两个间隙回到S极。通过移动第二磁轭这一简单操作，使得第二磁轭和第一磁轭的间隙变化，而由于磁阻对气体间隙的变化比较敏感，间隙的变化可以显著改变第二磁路的磁阻，进而显著改变第二磁路和第一磁路的磁通量，使气隙磁场的场强可以在很大范围内调整。

Description

永磁装置

技术领域

本公开涉及永磁技术领域，具体地，涉及一种永磁装置。

背景技术

永磁装置主要是由能够提供均匀单向的气隙磁场的二极磁铁构成，该气隙磁场能够对带电粒子产生洛伦兹力，迫使运动的带电粒子发生偏转，从而达到控制粒子束运行轨迹的目的。

该技术可以应用在正负粒子对撞机中时，控制两束正负粒子精确对撞。但在实际应用中，由于对撞机的轨道长达数十公里乃至上百公里，因此每个对撞机需要成千上万个二极磁铁对粒子束的运行轨道进行调控，并实现粒子最终的精准对撞，从而使对撞效率达到最高。为了实现粒子的精准对撞，需要确保这些二极磁铁的气隙磁场场强的均匀性及稳定性一致。然而，每个二极磁铁及其安装组件由于材质、尺寸公差以及各部件之间的装配公差的不同，使得性能不能达到完全相同，造成不同的二极磁铁之间的气隙磁场强度差超过控制粒子轨道所要求的不均匀度，这就使得粒子无法实现精准对撞，对撞效率无法达到最佳。此外，不同能量的粒子束所需的气隙磁场的强度也不同，这就需要永磁装置能够适应多种不同能量的粒子束。

为了解决上述问题，中国发明专利申请CN108430149A公开了一种永磁装置，其基本结构如图1所示，两个永磁体910相对地设置在第一导磁磁轭911上，永磁体910分别连接有两个相对设置的导磁的极头912，两个极头912之间形成气隙磁场。第一导磁磁轭上连接有若干可拆卸移动的导磁调节块913,导磁调节块913在图1的垂直于图面的方向间隔设置有多个，且其移动方向为导磁调节块913面向极头912的一端接近或远离极头912，从而调节磁场强度。但由于其气隙磁场的调节需要依靠安装多组导磁调节块913，操作复杂，且调节场强的能力较小。

中国发明专利申请CN107731446A公开了永磁装置，其基本结构如图2所示，永磁体920的两端连接第二导磁磁轭921，两个第二导磁磁轭921的末端形成气隙磁场。永磁体920上贴设有场强调整片922，该场强调整片922采用导磁性材料制作，设于永磁体的四周。使用不同配置方式的场强调整片922可以调整通过该场强调整片922的磁路的磁通量，从而完成对主磁路磁通量的调整，进而调整气隙磁场的场强大小。但由于场强调整片922的尺寸有限，其调节场强的范围较小。

发明内容

本公开的目的是提供一种永磁装置，以解决相关技术中磁场的场强调整复杂，调节范围小的问题。

为了实现上述目的，根据本公开的一种实施方式中，提供一种永磁装置，包括：

永磁体；两个第一磁轭，分别从所述永磁体的两极延伸并在末端形成气隙磁场；以及第二磁轭，两端分别与各自对应的第一磁轭留有间隙，所述第二磁轭配置为能够接近或远离所述第一磁轭移动，

所述永磁装置具有：

第一磁路，磁力线从所述永磁体的N极出发，经由两个第一磁轭以及所述气隙磁场回到所述永磁体的S极；和第二磁路，磁力线从所述N极出发，经由两个第一磁轭、所述第二磁轭以及两个间隙回到所述S极。

可选地，所述永磁体的侧面设置有第一温度补偿片，所述第一温度补偿片的两端从一个第一磁轭延伸至另一个第一磁轭，所述永磁装置还具有：

第三磁路，磁力线从所述N极出发，经由两个第一磁轭和所述第一温度补偿片回到所述S极。

可选地，所述第一磁路和所述第二磁路的主延伸部分分别设置在所述永磁体的两侧。

可选地，两个第一磁轭分别贴设在所述永磁体上并与所述永磁体共同构造为C形结构；所述第二磁轭构造为开口朝向所述第一磁路的C形结构，所述第二磁轭的端面面向所述第一磁轭，并且所述第二磁轭配置为能够接近或远离所述第一磁轭平移。

可选地，两个第一磁轭分别包括贴设在所述永磁体上的第一导磁段、从所述第一导磁段的末端分支成的第二导磁段和第三导磁段，其中，两个第一导磁段、两个第二导磁段以及所述永磁体共同构造为C形结构，两个第二导磁段之间形成所述气隙磁场；两个第一导磁段、两个第三导磁段以及所述永磁体共同构造为开口背向所述第一磁路的C形结构，两个第三导磁段的末端相对设置；所述第二磁轭构造为一字形结构，并且可转动地设置在两个第三导磁段之间，以能够接近或远离所述第三导磁段。

可选地，所述第二磁轭的至少一个端面设置有第二温度补偿片。

可选地，所述第二磁轭的侧面设置有第三温度补偿片。

通过上述技术方案，永磁体产生的磁力线一部分流向第一磁路，产生工作用的气隙磁场，另一部分流向第二磁路，永磁体的磁通量等于第一磁路的磁通量和第二磁路的磁通量之和。通过移动第二磁轭这一简单操作，使得第二磁轭和第一磁轭的间隙变化，而由于磁阻对气体间隙的变化比较敏感，间隙的变化可以显著改变第二磁路的磁阻，进而显著改变第二磁路和第一磁路的磁通量，而由于磁场强度和磁通量正相关，从而可以显著改变气隙磁场的场强，使气隙磁场的场强可以在很大范围内调整。

根据本公开的另一种实施方式，提供一种永磁装置，包括：

永磁体；两个第一磁轭，分别从所述永磁体的两极延伸并在末端形成气隙磁场；以及第二磁轭，两端分别与各自对应的第一磁轭留有间隙，

所述永磁装置具有：

第一磁路，磁力线从所述永磁体的N极出发，经由两个第一磁轭以及所述气隙磁场回到所述永磁体的S极；和第二磁路，磁力线从所述N极出发，经由所述第二磁轭回到所述S极，

所述永磁体从一个间隙延伸至另一个间隙，且配置为能够相对于所述间隙移动，以使得在所述第一磁路和所述第二磁路中的至少一者，磁力线经过所述间隙。

可选地，所述第一磁轭构造为折线形结构，所述第二磁轭构造为C形结构，所述第二磁轭和两个第一磁轭围成矩形，其中，两个间隙形成在所述矩形的对边；所述永磁装置还包括两个第三磁轭，两个第三磁轭分别贴设在所述永磁体的两极并与所述永磁体共同构造为一字形结构，该一字形结构设置在所述矩形的内侧，

所述一字形结构配置为在所述矩形的内侧平移或转动，以使所述一字形结构的端部接近所述第一磁轭而远离所述第二磁轭或者接近所述第二磁轭而远离所述第一磁轭。

可选地，所述永磁体的侧面设置有第一温度补偿片，所述第一温度补偿片的两端从一个第三磁轭延伸至另一个第三磁轭，所述永磁装置还具有：

第三磁路，磁力线从所述N极出发，经由两个第三磁轭和所述第一温度补偿片回到所述S极。

通过上述技术方案，永磁体产生的磁力线一部分流向第一磁路，产生工作用的气隙磁场，另一部分流向第二磁路，永磁体的磁通量等于第一磁路的磁通量和第二磁路的磁通量之和。由于第一磁路和第二磁路的总磁阻由第一磁轭和第二磁轭之间的间隙大小决定，当该间隙大小不变时，上述的总磁阻相对变化很小，这里为计算及描述方便而忽略总磁阻的变化，即认为总磁阻不变。当永磁体移动时，第一磁路和第二磁路的子磁阻反向变化且变化幅度相同。通过移动永磁体这一简单操作，使得永磁体和第一磁轭以及第二磁轭的距离分别改变，由于磁阻对气体间隙的变化比较敏感，永磁体与第一磁轭的距离变化可以显著改变第一磁路的磁阻，进而显著改变第一磁路的磁通量，而由于磁场强度和磁通量正相关，从而可以显著改变气隙磁场的场强，使气隙磁场的场强可以在很大范围内调整。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是相关技术中一种永磁装置的示意图；

图2是相关技术中另一种永磁装置的示意图；

图3是根据本公开一示例性实施例的永磁装置的示意图；

图4是根据本公开另一示例性实施例的永磁装置的示意图；

图5是根据本公开另一示例性实施例的永磁装置的示意图；

图6是温度补偿片材料的磁感应强度随磁场强度变化的曲线图；

图7是根据本公开另一示例性实施例的永磁装置的示意图；

图8是根据本公开另一示例性实施例的永磁装置的示意图；

图9是根据本公开另一示例性实施例的永磁装置的示意图；

图10是根据本公开另一示例性实施例的永磁装置的示意图；

图11是根据本公开另一示例性实施例的永磁装置的示意图；

图12是根据本公开另一示例性实施例的永磁装置的示意图；

图13是根据本公开另一示例性实施例的永磁装置的示意图；

图14是根据本公开另一示例性实施例的永磁装置的示意图；

图15是图14示出的实施例中第一磁轭与一字形结构的示意图；

图16是图14示出的实施例中第二磁轭与一字形结构的示意图；

图17是图14示出的实施例中第一磁轭与第二磁轭的示意图；

图18是图17中沿图17中A-A线剖切的示意图；

图19是根据本公开另一示例性实施例的永磁装置的示意图；

图20是根据本公开另一示例性实施例的永磁装置的示意图；

图21是图20示出的实施例中第一磁轭与一字形结构的示意图；

图22是图20示出的实施例中第二磁轭与一字形结构的示意图。

附图标记说明

10-第一磁轭，101-第一导磁段，102-第二导磁段，103-第三导磁段，20-第二磁轭，30-第三磁轭，40-气隙磁场，50-间隙，60-第一温度补偿片，70-第二温度补偿片，80-第三温度补偿片，90、910、920-永磁体，911-第一导磁磁轭，912-极头，913-导磁调节块，921-第二导磁磁轭，922-场强调整片，R11-第一弧面，R12-第二弧面，R21-第三弧面，R22-第四弧面。

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

在本公开中，在未作相反说明的情况下，“端面”或“端”指的是相关部件在磁力线的延伸方向的前后两端，“侧面”或“侧”指的是指的是相关部件在磁力线的延伸方向的两侧边。另外需要说明的是，为了便于描述和理解，除非下文有明确说明，本公开中提及的“两个”部件通常应理解为结构相同且对称设置。

本公开提供一种永磁装置，参照图4、图9以及图13，永磁装置包括永磁体90、第一磁轭10以及第二磁轭20。其中，永磁体90可以为稀土永磁材料，如钐钴材料或烧结钕铁硼材料，第一磁轭10、第二磁轭20以及下述的第三磁轭选取导磁材料，例如纯铁或45#钢导磁材料，下面的描述中，也以这些材料为例进行说明。本公开中，第一磁轭10的数量为两个，分别从永磁体90的两极延伸并在末端形成气隙磁场40；第二磁轭20的两端分别与各自对应的第一磁轭10留有间隙50。这里需要说明的是，上述提及第一磁轭10从永磁体90的两极延伸，第一磁轭10可以与永磁体90接触，也可以与永磁体90留有一定距离。

这样，永磁装置中，永磁体90发出的磁力线具有两个磁路。其中，在第一磁路L1中，磁力线从永磁体90的N极出发，依次经由一个第一磁轭10、气隙磁场40以及另一个第一磁轭10回到永磁体90的S极。在第二磁路L2中，磁力线从N极出发，经由第二磁轭20回到S极。也即，永磁体90产生的磁力线一部分流向第一磁路L1，产生工作用的气隙磁场，另一部分流向第二磁路L2，永磁体90的磁通量Φa等于第一磁路L1的磁通量Φb和第二磁路L2的磁通量Φc之和，即Φa＝Φb+Φc，即气隙磁场40位置对应的磁通量Φb＝Φa-Φc。

由于第二磁轭20与第一磁轭10之间的间隙50具有较强磁阻，微调间隙50的大小即可显著改变磁通量的大小，进而显著改变气隙磁场的场强。基于这一原理，本公开提出如下具体方案。

第一实施方式

参照图4和图9，第二磁轭20配置为能够接近或远离第一磁轭10移动。本实施方式中，针对第二磁路L2，磁力线从N极出发，可以首先流经第一磁轭10，再经由间隙50流向第二磁轭20，再依次经由另一间隙50以及另一第一磁轭10回到S极。

这样，通过移动第二磁轭20这一简单操作，使得第二磁轭20和第一磁轭10的间隙50变化，而由于磁阻对气体间隙的变化比较敏感，间隙50的变化可以显著改变第二磁路L2的磁阻，进而显著改变第二磁路L2和第一磁路L1的磁通量，而由于磁场强度和磁通量正相关，从而可以显著改变气隙磁场40的场强，使气隙磁场40的场强可以在很大范围内调整。

间隙50的大小可以通过任意适当的形式来实现，例如，在图4示出的实施例中，第二磁轭20可平移地设置，当第二磁轭20向右平移时，间隙50增大，第二磁路L2的磁阻增大，气隙磁场40的场强增大；当第二磁轭20向左平移时，间隙50减小，第二磁路L2的磁阻减小，气隙磁场40的场强增大。在图9示出的实施方式中，第二磁轭20可转动地设置，在图示状态下，间隙50的尺寸最小，在第二磁轭20转动角度为0°-90°之间时，随着转角增大，间隙50增大，第二磁路L2的磁阻增大，气隙磁场40的场强增大；当第二磁轭20从转角为90°继续转动至180°的过程中，间隙50减小，第二磁路L2的磁阻减小，气隙磁场40的场强减小。

在图4和图9示出的实施例中，第一磁路L1和第二磁路L2的主延伸部分可以分别设置在永磁体90的两侧，即第一磁路L1和第二磁路L2分设在永磁体90的两侧，永磁装置整体形成为横置的“8”字形或“日”字形，使第二磁轭20不会因距离永磁体90过远而导致间隙50的尺寸变化对气隙磁场40的场强调整作用过小。

参照图4，两个第一磁轭10可以分别贴设在永磁体90上并与永磁体90共同构造为C形结构。第二磁轭20构造为开口朝向第一磁路的C形结构，第二磁轭20的端面面向第一磁轭10，并且第二磁轭20配置为能够接近或远离第一磁轭10平移，从而改变间隙50的大小。

参照图9，两个第一磁轭10可以分别包括贴设在永磁体90上的第一导磁段101、从第一导磁段101的末端分支成的第二导磁段102和第三导磁段103。其中，两个第一导磁段101、两个第二导磁段102以及永磁体90共同构造为C形结构，两个第二导磁段102之间形成气隙磁场40。两个第一导磁段101、两个第三导磁段103以及永磁体90共同构造为开口背向第一磁路的C形结构，两个第三导磁段103的末端相对设置。第二磁轭20构造为一字形结构，并且可转动地设置在两个第三导磁段103之间，以能够接近或远离第三导磁段103，从而改变间隙50的大小。在本实施例中，为确保间隙50的变化均匀，第三导磁段103的末端以及与该末端相对的第二磁轭20的端面可以形成为相对应的弧形。

当然，基于本公开的原理，第一磁轭10和第二磁轭20也可以构造为其他形状，也可以如图3示出的实施例那样，将第二磁路L2和第一磁路L1设置在永磁体90的同一侧。

在本实施方式中，永磁装置还可以进一步包括第一温度补偿片，参照图5和图10，第一温度补偿片60设置在永磁体90的侧面，其中，为提高第一温度补偿片60的补偿效果，可以将第一温度补偿片60贴设在永磁体90的侧面。该第一温度补偿片60的两端从一个第一磁轭10延伸至另一个第一磁轭10，使得永磁装置进一步具有第三磁路L3，第三磁路L3的磁力线从N极出发，依次经由一个第一磁轭10、第一温度补偿片60以及另一个第一磁轭回到S极。这样，在第三磁路L3的磁通量为Φd时，永磁装置各部分的磁通量关系满足Φa＝Φb+Φc+Φd，即气隙磁场40位置对应的磁通量Φb＝Φa-Φc-Φd。

其中，温度补偿片(包括第一温度补偿片以及下述的第二温度补偿片、第三温度补偿片)是一种导磁性远低于磁轭(包括第一磁轭、第二磁轭以及下述的第三磁轭)的导磁材料，其磁感应强度随温度变化而急剧变化，可以在不同温度时对磁路磁通量进行分流，从而可以在小范围内抵消永磁体90的磁性随温度产生的变化，使得使气隙磁场40的场强随温度变化的幅度保持在稳定的范围内。温度补偿片例如可以为1J30或者1J31镍铁合金材料等，其磁感应强度随温度升高而急剧减小。另外需要说明的是，相对于第一磁路L1和第二磁路L2，第三磁路L3中的磁通量Φd较小，当间隙50的大小改变时，Φd变化量也较小，即绝大部分磁通量由第一磁路L1和第二磁路L2分担。

第一温度补偿片60的配置方式为：在一定工作条件下，调整永磁装置的工作温度，例如升高温度，永磁体90由于自身的材料特性，磁通量Φa减小。而第一磁轭10和第二磁轭20的磁感应强度受温度影响较小，因此，调整第一温度补偿片使得Φd的减小量与Φa的减小量相当即可最终确保气隙磁场40的场强稳定。

上述技术方案在使用中发现，即使使用了第一温度补偿片60，当永磁装置的工作温度发生变化时，仍然存在气隙磁场40的场强扰动的问题，需要经常调整第一温度补偿片60，造成操作不便的问题。为了解决该问题，申请人经过大量实验发现，温度补偿片材料的磁感应强度不仅随温度、外加磁场的场强变化而发生变化，而且不同温度下的磁感应强度在同一场强中的差值ΔB会随着外加磁场的变化而变化。

具体参照图6，示出了温度补偿片材料的磁感应强度B随外加磁场强度H变化的曲线图，其中温度补偿片材料为1J30镍铁合金。图中，横轴表示外加磁场的场强，纵轴表示1J30材料的磁感应强度B，曲线X的测量温度为20℃，曲线Y的测量温度为30℃。从图中可以看出，随着外加磁场的场强H的增加，磁感应强度B从开始阶段急剧升高，到后期的缓慢变化直至饱和。X曲线和Y曲线在同一场强下的磁感应强度差值ΔB随着外加磁场的增加逐渐变大，即随着施加到温度补偿片的磁场增加，在相同的温度变化范围内(20℃～30℃)，温度补偿片的磁感应强度变化量越来越大，使得温度补偿片应用为第一温度补偿片60时对气隙磁场40的补偿能力不同。

以图4示出的实施例为例，在第一状态，假定间隙50的值为m。永磁装置的工作温度为20℃时，永磁体90的磁通量为Φa，第一磁路L1的磁通量为Φb₁，第二磁路L2的磁通量为Φc₁，第三磁路L3的磁通量为Φd₁，此时Φb₁＝Φa-Φc₁-Φd₁。当永磁装置的工作温度上升至30℃时，永磁体90的磁通量减小ΔΦa，根据上述提及的温度补偿片的配置方式，将第一温度补偿片60设置为使得通过的磁通量的减小量ΔΦd₁＝ΔΦa，从而在第一状态下第一温度补偿片60的补偿能力满足要求，确保气隙磁场40的稳定性。

在第二状态，假定间隙50的值增加至n。永磁装置的工作温度为20℃时，永磁体90的磁通量为Φa，第一磁路L1的磁通量为Φb₂，第二磁路L2的磁通量为Φc₂，第三磁路L3的磁通量为Φd₂，此时Φb₂＝Φa-Φc₂-Φd₂。由于间隙50增大，第二磁路L2的磁阻增大，使得Φc₂＜Φc₁，此时，第一磁路L1和第三磁路L3的磁通量分别有不同程度的增加(Φb₂＞Φb₁、Φd₂＞Φd₁)，使得相对于第一状态，第二状态下施加到第一温度补偿片60上的外加磁场的场强较大。此时，当永磁装置的工作温度上升至30℃时，永磁体90的磁通量仍然减小ΔΦa，通过第一温度补偿片60的磁通量的减小量设为ΔΦd₂。根据上面针对图6的阐释，在施加到第一温度补偿片60的场强增大的情况下，工作温度由20℃增加到30℃的过程中，第一温度补偿片60的磁通量的减小量ΔΦd₂＞ΔΦd₁，进而有ΔΦd₂＞ΔΦa。这样，第一状态下能够与永磁体90磁通变化相匹配的第一温度补偿片60将在第二状态下补偿过量，使得第二状态下气隙磁场40的稳定性受到影响。而且，Φb₂与Φb₁的差值越大，气隙磁场40的稳定性越差。

同理，图9示出的实施例也有相似的问题。

为解决上述问题，本公开进一步提出另一实施例，参照图7和图11，第二磁轭20的至少一个端面可以设置有第二温度补偿片70，例如可以将第二温度补偿片70贴设在第二磁轭20的端部。磁力线大体垂直地经过第二温度补偿片70，即使得第二温度补偿片70形成在第二磁路L2中。在图示的实施例中，第二磁轭20的两端均设置有第二温度补偿片70，在其他实施例中，也可以仅在一个端面设置第二温度补偿片70。

通过这种设置方式，仍然以上述的第一状态和第二状态为例来说明其有益效果。在第一状态，参照图7，假定间隙50的值为m。永磁装置的工作温度为20℃时，永磁体90的磁通量为Φa，第一磁路L1的磁通量为Φb₁，第二磁路L2的磁通量为Φc₁，第三磁路L3的磁通量为Φd₁，此时Φb₁＝Φa-Φc₁-Φd₁。当永磁装置的工作温度上升至30℃时，永磁体90的磁通量减小ΔΦa，通过第一温度补偿片60的磁通量减小ΔΦd₁，同时通过第二温度补偿片70的磁通量也即第二磁路L2的磁通量减小ΔΦc₁，第一温度补偿片60和第二温度补偿片70配置为使得ΔΦa＝ΔΦd₁+ΔΦc₁，从而确保第一状态下气隙磁场40的稳定性。

在第二状态，假定间隙50的值增加至n。永磁装置的工作温度为20℃时，永磁体90的磁通量为Φa，第一磁路L1的磁通量为Φb₂，第二磁路L2的磁通量为Φc₂，第三磁路L3的磁通量为Φd₂，此时Φb₂＝Φa-Φc₂-Φd₂。结合上面的阐述可知，在此状态下，相对于第一状态，第二状态下施加到第一温度补偿片60上的外加磁场的场强较大。而另一方面，由于Φc₂＜Φc₁，使得相对于第一状态，第二状态下施加到第二温度补偿片70上的外加磁场的场强较小。

此时，当永磁装置的工作温度上升至30℃时，永磁体90的磁通量仍然减小ΔΦa，通过第一温度补偿片60的磁通量的减小量为ΔΦd₂，通过第二温度补偿片70的磁通量的减小量为ΔΦc₂。

根据上述内容上面针对图6的阐释，在施加到第一温度补偿片60的场强增大的情况下，工作温度由20℃增加到30℃的过程中，第一温度补偿片60的磁通量的减小量ΔΦd₂＞ΔΦd₁；在施加到第二温度补偿片70的场强减小的情况下，工作温度由20℃增加到30℃的过程中，第二温度补偿片70的磁通量的减小量ΔΦc₂＜ΔΦc₁。这样，使得：

ΔΦd₂+ΔΦc₂≈ΔΦd₁+ΔΦc₁＝ΔΦa，

即第一温度补偿片60和第二温度补偿片70的总的补偿作用基本恒定，从而确保第二状态下气隙磁场40的稳定性。同理，图11示出的实施例也具有相似的有益效果，这里不再赘述。

进一步地，参照图8和图12，第二磁轭20的侧面还可以设置有第三温度补偿片80，进一步对第二磁路L2进行温度补偿来确保气隙磁场40的稳定性，第三温度补偿片80可以贴设在第二磁轭20的侧面。第三温度补偿片80的结构和功能与第二温度补偿片70相同，这里不做赘述，但由于其设置在第二磁轭20的侧面，因而调整幅度相比第二温度补偿片70较小，但可以辅助进行精细调节。

第二实施方式

参照图13，永磁体90从一个间隙50延伸至另一个间隙50，且配置为能够相对于间隙50而移动，以使得在第一磁路和第二磁路中的至少一者，磁力线经过间隙50，其中，本公开实施例对永磁体90的移动形式不做限定，例如可以为下述的平移式或旋转式。例如在图13所示的状态下，第一磁路L1和第二磁路L2的磁力线均经过间隙50。即针对第一磁路L1，磁力线从N极出发，依次经由一个间隙50、一个第一磁轭10、气隙磁场40、另一个第一磁轭10以及另一个间隙50回到S极；针对第二磁路L2，磁力线从N极出发，依次经由一个间隙50、第二磁轭20、以及另一个间隙50回到S极。

由于第一磁路L1和第二磁路L2的总磁阻由第一磁轭10和第二磁轭20之间的间隙50大小决定，当该间隙50大小不变时，上述的总磁阻相对变化很小，这里为计算及描述方便而忽略总磁阻的变化，即认为总磁阻不变。当永磁体90移动时，其接近第一磁轭10的同时远离第二磁轭20，而在接近第二磁轭20的同时远离第一磁轭10，使得第一磁路L1和第二磁路L2的子磁阻反向变化且变化幅度相同。通过移动永磁体90这一简单操作，使得永磁体90和第一磁轭10以及第二磁轭20的距离分别改变，由于磁阻对气体间隙的变化比较敏感，永磁体90与第一磁轭10的距离变化可以显著改变第一磁路10的磁阻，进而显著改变第一磁路L1的磁通量，而由于磁场强度和磁通量正相关，从而可以显著改变气隙磁场40的场强，使气隙磁场40的场强可以在很大范围内调整。

另外需要说明的是，尽管因为实际使用会出现漏磁等问题，导致第一磁路L1和第二磁路L2的总磁阻恒定仅为理想状态，但这仍不影响下面内容相对于现有技术的有益效果。

通过这一设置，随着永磁体90的移动，第一磁路L1和第二磁路L2的磁阻的变化相反，但二者的和保持不变，因此第二磁路L2的磁通量的增加量与第一磁路L1的磁通量的减小量相当，反之亦然。这样，相较于图4示出的实施例，本实施例中永磁体90在移动时，由于同时改变两个磁路的磁阻，而两个磁路都有可以有气体间隙且永磁体90的可移动范围仅在间隙50附近，使得气隙磁场40的场强不会急剧变化，从而可以更好地控制气隙磁场40，精细调整气隙磁场40的场强。

本公开对第一磁轭10和第二磁轭20的配置形式不做限定，以图13示出的实施例为例，第一磁轭10构造为折线形结构，第二磁轭20构造为C形结构，第二磁轭20和两个第一磁轭10围成矩形，其中，两个间隙50形成在矩形的对边，永磁体90设置在矩形的内侧。永磁装置还可以包括两个第三磁轭30，两个第三磁轭30分别贴设在永磁体90的两极并与永磁体90共同构造为一字形结构，该一字形结构设置在矩形的内侧。通过设置第三磁轭30，可以在不损失磁通量的情况下减少永磁体90的体积，节约成本。其中，上述的一字形结构配置为在矩形的内侧平移或转动，以使一字形结构的端部接近第一磁轭10而远离第二磁轭20或者接近第二磁轭20而远离第一磁轭10。

具体地，参照图13所示出的实施例，两个第一磁轭10结构相同且对称设置，第二磁轭20的两端结构相同，相应地，两个间隙50也对称设置。在本实施例中，上述的一字形结构垂直于矩形中具有间隙50的边，且配置为能够平行于矩形中具有间隙50的边平移，以使一字形结构的端部接近第一磁轭10的端部而远离第二磁轭20的端部或者接近第二磁轭20的端部而远离第一磁轭10的端部，即永磁体90的移动形式可以为平移式。

参照图14-图16所示出的实施例，上述的一字形结构可以配置为能够在矩形的内侧转动以使一字形结构的端部接近第一磁轭10的端部而远离第二磁轭20的端部或者接近第二磁轭20的端部而远离第一磁轭10的端部，即永磁体90的移动形式可以为旋转式。在本实施方式中，两个第一磁轭10结构不同，第二磁轭20的两个端部也不相同，并且为配合一字形结构的转动，使其与相应磁轭之间的间隙变化均匀，一字形结构、第一磁轭10以及第二磁轭20的端部均可以设计为弧形。具体参照图17并结合图15和图16，图面方向上部的第一磁轭10的端部形成为第一弧面R11，图面方向下部的第一磁轭10的端部形成为第二弧面R12，第二磁轭20的位于图面方向上部的端部形成为第三弧面R21，第二磁轭20的位于图面方向下部的端部形成为第四弧面R22。进一步参照图18，图示第一磁轭10(即图17中位于图面方向下部的第一磁轭10)具有凸形结构，第二磁轭20的与其相配合的部分具有凹形结构，使得间隙50形成为折线形。通过这种方式，参照图14，当一字形结构从当前位置顺时针转动时，其两个端部分别接近相对应的第二磁轭20而远离相对应的第一磁轭10；当一字形结构从当前位置逆时针转动时，其两个端部分别接近相对应的第一磁轭10而远离相对应的第二磁轭20。

当然，图13以及图14-图16示出的结构仅为示例性实施例，在实际配置时，可以根据具体参数要求适应性设计各部件形状以及移动形式。

本实施方式中，与第一实施方式类似地，永磁体90的侧面也可以设置第一温度补偿片60，以使永磁装置具有第三磁路L3，磁力线从N极出发，经由第一温度补偿片60回到S极。第一温度补偿片60的材料及作用等已经在上面说明，这里不做赘述。在图13以及图14-图16示出的实施例的基础上，进一步参照图19以及图20-图22，第一温度补偿片60的两端从一个第三磁轭30延伸至另一个第三磁轭30，针对第三磁路L3，磁力线从N极出发，依次经由一个第三磁轭30、第一温度补偿片60以及另一个第三磁轭30回到S极。

通过上述设置形式，本实施方式还可以解决第一实施方式中，即使增设第一温度补偿片60也无法确保气隙磁场40的场强稳定的问题。具体地，由于本实施例的结构与图4示出的实施例的结构类似，这里仍然以上述的第一状态和第二状态为例进行说明。

在第一状态，永磁体90和第三磁轭30移动到一定位置。永磁装置的工作温度为20℃时，永磁体90的磁通量为Φa，第一磁路L1的磁通量为Φb₁，第二磁路L2的磁通量为Φc₁，第三磁路L3的磁通量为Φd₁，此时Φb₁＝Φa-Φc₁-Φd₁。当永磁装置的工作温度上升至30℃时，永磁体90的磁通量减小ΔΦa，通过第一温度补偿片60的磁通量减小ΔΦd₁，第一温度补偿片60配置为使得ΔΦa＝ΔΦd₁，从而确保第一状态下气隙磁场40的稳定性。

在第二状态，永磁体90和第三磁轭30移动到另一个位置。永磁装置的工作温度为20℃时，永磁体90的磁通量为Φa，第一磁路L1的磁通量为Φb₂，第二磁路L2的磁通量为Φc₂，第三磁路L3的磁通量为Φd₂，此时Φb₂＝Φa-Φc₂-Φd₂。当永磁装置的工作温度上升至30℃时，永磁体90的磁通量仍然减小ΔΦa，通过第一温度补偿片60的磁通量的减小量为ΔΦd₂。由于第一磁路L1和第二磁路L2的磁阻变化是相反的，且磁阻值变化量相当，使得无论永磁体90和第三磁轭30如何移动，Φc₂+Φd₂＝Φc₁+Φd₁始终成立，即Φd₂＝Φd₁，也即ΔΦd₂＝ΔΦd₁＝ΔΦa。也就是说，永磁体90与第三磁轭30的移动对第一温度补偿片60的补偿能力影响较小。因此，本实施方式不需如第一实施方式那样对温度补偿片进行调整，即可确保气隙磁场40的稳定性。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims

1.一种永磁装置，其特征在于，包括：

永磁体（90）；

两个第一磁轭（10），分别从所述永磁体（90）的两极延伸并在末端形成气隙磁场（40）；以及

第二磁轭（20），两端分别与各自对应的第一磁轭（10）留有间隙（50），所述第二磁轭（20）配置为能够接近或远离所述第一磁轭（10）移动，

所述永磁装置具有：

第一磁路，磁力线从所述永磁体（90）的N极出发，经由两个第一磁轭（10）以及所述气隙磁场（40）回到所述永磁体（90）的S极；和

第二磁路，磁力线从所述N极出发，经由两个第一磁轭（10）、所述第二磁轭（20）以及两个间隙（50）回到所述S极，

所述永磁体（90）的侧面设置有第一温度补偿片（60），所述第一温度补偿片（60）的两端从一个第一磁轭（10）延伸至另一个第一磁轭（10），所述永磁装置还具有：第三磁路，磁力线从所述N极出发，经由两个第一磁轭（10）和所述第一温度补偿片（60）回到所述S极，

所述第二磁轭（20）的至少一个端面设置有第二温度补偿片（70），其中，磁力线大体垂直地经过所述第二温度补偿片（70），使得所述第二温度补偿片（70）形成在所述第二磁路中。

2.根据权利要求1所述的永磁装置，其特征在于，所述第一磁路和所述第二磁路的主延伸部分分别设置在所述永磁体（90）的两侧。

3.根据权利要求2所述的永磁装置，其特征在于，两个第一磁轭（10）分别贴设在所述永磁体（90）上并与所述永磁体（90）共同构造为C形结构；

所述第二磁轭（20）构造为开口朝向所述第一磁路的C形结构，所述第二磁轭（20）的端面面向所述第一磁轭（10），并且所述第二磁轭（20）配置为能够接近或远离所述第一磁轭（10）平移。

4.根据权利要求2所述的永磁装置，其特征在于，两个第一磁轭（10）分别包括贴设在所述永磁体（90）上的第一导磁段（101）、从所述第一导磁段（101）的末端分支成的第二导磁段（102）和第三导磁段（103），

其中，两个第一导磁段（101）、两个第二导磁段（102）以及所述永磁体（90）共同构造为C形结构，两个第二导磁段（102）之间形成所述气隙磁场（40）；

两个第一导磁段（101）、两个第三导磁段（103）以及所述永磁体（90）共同构造为开口背向所述第一磁路的C形结构，两个第三导磁段（103）的末端相对设置；

所述第二磁轭（20）构造为一字形结构，并且可转动地设置在两个第三导磁段（103）之间，以能够接近或远离所述第三导磁段。

5.根据权利要求1所述的永磁装置，其特征在于，所述第二磁轭（20）的侧面设置有第三温度补偿片（80）。

6.一种永磁装置，其特征在于，包括：

永磁体（90）；

第二磁轭（20），两端分别与各自对应的第一磁轭（10）留有间隙（50），

所述永磁装置具有：

第二磁路，磁力线从所述N极出发，经由所述第二磁轭（20）回到所述S极，

所述永磁体（90）从一个间隙（50）延伸至另一个间隙（50），且配置为能够相对于所述间隙（50）移动，以使得在所述第一磁路和所述第二磁路中的至少一者，磁力线经过所述间隙（50），

其中，所述永磁体（90）被配置为在接近所述第一磁轭（10）移动时远离所述第二磁轭（20），在接近所述第二磁轭（20）移动时远离所述第一磁轭（10），

其中，所述第一磁轭（10）构造为折线形结构，所述第二磁轭（20）构造为C形结构，所述第二磁轭（20）和两个第一磁轭（10）围成矩形，其中，两个间隙（50）形成在所述矩形的对边，并且其中，两个所述第一磁轭（10）中的一者具有凸形结构，所述第二磁轭（20）的与其相配合的部分具有凹形结构，使得所述间隙（50）形成为折线形；

所述永磁装置还包括两个第三磁轭（30），两个第三磁轭（30）分别贴设在所述永磁体（90）的两极并与所述永磁体（90）共同构造为一字形结构，该一字形结构设置在所述矩形的内侧，

所述一字形结构配置为在所述矩形的内侧转动，以使所述一字形结构的端部接近所述第一磁轭（10）而远离所述第二磁轭（20）或者接近所述第二磁轭（20）而远离所述第一磁轭（10）。

7.根据权利要求6所述的永磁装置，其特征在于，所述永磁体（90）的侧面设置有第一温度补偿片（60），所述第一温度补偿片（60）的两端从一个第三磁轭（30）延伸至另一个第三磁轭（30），所述永磁装置还具有：

第三磁路，磁力线从所述N极出发，经由两个第三磁轭（30）和所述第一温度补偿片（60）回到所述S极。