CN114792595B - 一种直流电机用充磁组件及充磁方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及充磁技术领域，公开了一种直流电机用充磁组件，包括底座、充磁模块和支撑夹持模块以及顶压模块；充磁模块转动设置在底座上；支撑夹持模块转动设置在充磁模块内，用于在水平方向上夹持目标磁瓦；顶压模块设置在底座上，用于在竖直方向上下压目标磁瓦，充磁模块的充磁磁场强度可调。可先将目标磁瓦放置在支撑夹持模块上，由支撑夹持模块对多个目标磁瓦进行水平方向的夹持固定，再启动顶压模块下压目标磁瓦，以对目标磁瓦进行竖直方向上的夹持固定，之后便可以设定充磁模块的充磁磁场强度并进行启动，进行充磁工作，之后可以根据目标磁瓦的夹持姿态和本身形状对充磁模块进行转动，从而能够对目标磁瓦进行更加均匀且高效的充磁工作。

Description

一种直流电机用充磁组件及充磁方法

技术领域

本发明涉及充磁技术领域，具体涉及一种直流电机用充磁组件及充磁方法。

背景技术

直流电机是将直流电能转换为机械能的电动机，因其良好的调速性能而在电力拖动中得到广泛应用。直流电动机按励磁方式分为永磁、他励和自励三类类，其中永磁型的直流电动机在应用中因为其控制复杂度和结构复杂度就都较低，得到了广泛的应用。

在实际使用时，由于永磁体较为昂贵，在直流电机中所使用的磁体存在一定的退磁现象，因为磁体在高温或者一定程度的震动影响下会产生消磁的情况，从而影响电机的正常工作，所以需要对磁体进行充磁。

目前，在直流电机中磁体呈瓦片状，称为磁瓦，是永磁体中的一种用在永磁电机上的瓦状磁铁。磁瓦主要用在永磁直流电机中，与电磁式电机通过励磁线圈产生磁势源不同，永磁电机是以永磁材料产生恒定磁势源。其具有很多优点，可使电机结构简单、维修方便、重量轻、体积小、使用可靠、用铜量少、铜耗低、能耗小等。

充磁，是指使磁性物质磁化或使磁性不足的磁体增加磁性。一般是把要充磁的可带磁性物体放在有直流电通过的线圈所形成的磁场里，磁场的强度随通过线圈的电流大小变化，因此也队充磁的效率产生影响。

但是，一般磁瓦在进行同时充磁时，需要将多片磁瓦进行叠放对齐后进行充磁，再装入电机机壳。但是由于磁瓦的形状为弧形，其在叠放时难以保证上下对齐，不容易定位，导致充磁后的磁瓦饱和量和磁力线取向不一致，造成电机磁性能有偏差，影响电机的使用，而且由于磁瓦在叠放方向的投影形状为矩形，并非较为均匀的圆形，因此充磁位置的磁场强度大小也决定了充磁后磁瓦在不同位置的磁场强度均匀性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种直流电机用充磁组件，解决以下技术问题：

如何对多个目标磁瓦同时进行高效且准确均匀的充磁工作。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种直流电机用充磁组件，包括底座、充磁模块和支撑夹持模块以及顶压模块；所述充磁模块转动设置在所述底座上；

所述支撑夹持模块转动设置在所述充磁模块内，用于在水平方向上夹持目标磁瓦；

所述顶压模块设置在所述底座上，用于在竖直方向上下压所述目标磁瓦，所述充磁模块的充磁磁场强度可调。

通过上述技术方案，可先将目标磁瓦放置在支撑夹持模块上，由支撑夹持模块对多个目标磁瓦进行水平方向的夹持固定，再启动顶压模块下压目标磁瓦，以对目标磁瓦进行竖直方向上的夹持固定，之后便可以设定充磁模块的充磁磁场强度并进行启动，进行充磁工作，之后可以根据目标磁瓦的夹持姿态和本身形状对充磁模块进行转动，从而能够对目标磁瓦进行更加均匀且高效的充磁工作。

作为本发明进一步的方案：所述充磁模块包括圆形底板和多个电磁绕柱以及绕设在每个所述电磁绕柱上的充磁导体；所述电磁绕柱均匀设置在所述圆形底板的边缘；

所述底座上设置有伺服电机，所述伺服电机的输出轴与所述圆形底板的中心轴共线连接。

通过上述技术方案，每个电磁绕柱上绕设的充磁导体内的直流电流越大，其所产生的充磁磁场强度越高，可通过伺服电机对圆形底板进行设定角度的转动驱动，从而准确的根据目标磁瓦的夹持姿态和本身形状进行高效且均匀的充磁工作。

作为本发明进一步的方案：所述支撑夹持模块包括支撑板、第一夹持板、第二夹持板、第一驱动板和第二驱动板、驱动齿轮以及驱动电机；

所述驱动齿轮转动设置在所述支撑板内，所述第一驱动板和所述第二驱动板分别滑动设置在所述支撑板内的所述驱动齿轮的两侧；

所述驱动电机的输出轴与所述驱动齿轮连接，用于通过驱动所述第一驱动板和所述第二驱动板滑动来驱动所述第一夹持板和所述第二夹持板相向运动。

通过上述技术方案，可由第一支撑板和第二支撑板在相互靠近时夹紧目标磁瓦，在第一支撑板和第二支撑板在相互远离时放开目标磁瓦，如此能够实现对不同规格大小的目标磁瓦进行快速稳定的夹持固定和放松；另外，考虑到目标磁瓦需要夹持固定在充磁模块的中心位置，因此在针对不同规格大小的目标磁瓦进行夹持时，都需要保证目标磁瓦的居中固定，所以本发明中采用驱动齿轮的转动同时对第一驱动板和第二驱动板进行滑移驱动，保证第一夹持板和第二夹持板的相同的运动量，以实现对目标磁瓦的稳定居中夹持。

作为本发明进一步的方案：所述支撑板上开设有与所述第一驱动板和所述第二驱动板匹配的第一驱动槽和第二驱动槽；

所述第一驱动板靠近所述支撑板的一端大于所述第一驱动板远离所述支撑板的一端；

所述第二驱动板靠近所述支撑板的一端大于所述第二驱动板远离所述支撑板的一端。

通过上述技术方案，可以避免第一驱动板和第二驱动板在运动时从驱动槽中脱落，而且能够增强滑移的稳定性，避免第一驱动板和第二驱动板产生明显晃动。

作为本发明进一步的方案：所述支撑夹持模块包括引导条，所述支撑板上开设有与所述引导条匹配的引导槽。

通过上述技术方案，引导条可以分别固定在第一驱动板和第二驱动板上，引导条与引导槽的匹配可以进一步的提升第一驱动板和第二驱动板在滑移以及夹持时的稳定性。

作为本发明进一步的方案：还包括震动模块，所述震动模块设置在所述支撑夹持模块上。

通过上述技术方案，可在对目标磁瓦进行充磁前的固定夹持阶段，启动震动模块对目标磁瓦进行震动消磁，便于后期的重新精准的充磁，提升充磁的磁极定位精准度。

作为本发明进一步的方案：所述震动模块包括震动电机和震动块，所述震动块固定在所述震动电机的输出轴的一侧；

所述顶压模块包括固定在所述底座上的多个支撑柱和固定在所述支撑柱上的顶压板以及顶压气缸；

所述顶压气缸设置在所述顶压板上，所述顶压气缸的输出轴固定连接有顶压柱，所述顶压柱用于在所述顶压气缸的驱动下抵压所述目标磁瓦。

通过上述技术方案，考虑到目标磁瓦为弧形片状结构，在竖直方向进行搭设时，可能会存在一定的在相对对齐上的偏差，因此可以引入震动电机与顶压板下压的配合，在第一夹持板和第二夹持板对层叠状的弧形的目标磁瓦进行夹持的过程中，启动震动电机，可以使目标磁瓦在振动过程中进行消磁和对齐，此时启动顶压板向下缓慢挤压的力度变化，可以逐渐的改变目标磁瓦的振动频率和幅度，从而配合第一夹持板和第二夹持板的夹持动作将多个目标磁瓦进行快速精准的对齐，并在对齐的同时完成消磁。

作为本发明进一步的方案：所述顶压柱靠近所述目标磁瓦的一端设置有抵压气囊；

所述震动模块包括驱动气囊和设置在所述驱动气囊上的单向进气阀以及单向出气阀，所述震动块与所述驱动气囊抵紧；

所述单向出气阀与所述抵压气囊连通。

通过上述技术方案，震动块不断的击打驱动气囊可以使驱动气囊不断的通过单向出气阀向抵押气囊充气，使抵压气囊不断膨胀，在能够在给目标磁瓦提供压力的同时提供一定的缓冲作用，既保护了目标磁瓦不被震动磨损，也能够提供一定的震动运动余量，提升消磁和对齐效果。

作为本发明进一步的方案：一种直流电机用充磁方法，包括如下步骤：

S100，对多个目标磁瓦进行安装夹持固定；

S200，以预设角度对多个所述目标磁瓦进行统一的充磁。

作为本发明进一步的方案：在所述步骤S200之前，还包括：

对多个所述目标磁瓦进行统一的震动消磁的同时加强夹持固定。

本发明的有益效果：

（1）可先将目标磁瓦放置在支撑夹持模块上，由支撑夹持模块对多个目标磁瓦进行水平方向的夹持固定，再启动顶压模块下压目标磁瓦，以对目标磁瓦进行竖直方向上的夹持固定，之后便可以设定充磁模块的充磁磁场强度并进行启动，进行充磁工作，之后可以根据目标磁瓦的夹持姿态和本身形状对充磁模块进行转动，从而能够对目标磁瓦进行更加均匀且高效的充磁工作；

（2）每个电磁绕柱上绕设的充磁导体内的直流电流越大，其所产生的充磁磁场强度越高，可通过伺服电机对圆形底板进行设定角度的转动驱动，从而准确的根据目标磁瓦的夹持姿态和本身形状进行高效且均匀的充磁工作；

（3）可由第一支撑板和第二支撑板在相互靠近时夹紧目标磁瓦，在第一支撑板和第二支撑板在相互远离时放开目标磁瓦，如此能够实现对不同规格大小的目标磁瓦进行快速稳定的夹持固定和放松；另外，考虑到目标磁瓦需要夹持固定在充磁模块的中心位置，因此在针对不同规格大小的目标磁瓦进行夹持时，都需要保证目标磁瓦的居中固定，所以本发明中采用驱动齿轮的转动同时对第一驱动板和第二驱动板进行滑移驱动，保证第一夹持板和第二夹持板的相同的运动量，以实现对目标磁瓦的稳定居中夹持；

（4）考虑到目标磁瓦为弧形片状结构，在竖直方向进行搭设时，可能会存在一定的在相对对齐上的偏差，因此可以引入震动电机与顶压板下压的配合，在第一夹持板和第二夹持板对层叠状的弧形的目标磁瓦进行夹持的过程中，启动震动电机，可以使目标磁瓦在振动过程中进行消磁和对齐，此时启动顶压板向下缓慢挤压的力度变化，可以逐渐的改变目标磁瓦的振动频率和幅度，从而配合第一夹持板和第二夹持板的夹持动作将多个目标磁瓦进行快速精准的对齐，并在对齐的同时完成消磁。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明中充磁组件的正视结构图；

图2为本发明中充磁组件中部分结构的俯视结构图；

图3为本发明中充磁方法的流程图。

附图说明：1、底座；2、充磁模块；21、圆形底板；22、电磁绕柱；23、充磁导体；3、支撑夹持模块；31、支撑板；311、第一驱动槽；312、第二驱动槽；313、引导槽；32、第一夹持板；33、第二夹持板；34、第一驱动板；35、第二驱动板；36、驱动齿轮；37、引导条；4、顶压模块；41、支撑柱；42、顶压板；43、顶压气缸；44、顶压柱；45、抵压气囊；5、目标磁瓦。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1所示，本发明为一种直流电机用充磁组件，包括底座1、充磁模块2和支撑夹持模块3以及顶压模块4；所述充磁模块2转动设置在所述底座1上；

所述支撑夹持模块3转动设置在所述充磁模块2内，用于在水平方向上夹持目标磁瓦5；

所述顶压模块4设置在所述底座1上，用于在竖直方向上下压所述目标磁瓦5，所述充磁模块2的充磁磁场强度可调。

通过上述技术方案，可先将目标磁瓦5放置在支撑夹持模块3上，由支撑夹持模块3对多个目标磁瓦5进行水平方向的夹持固定，再启动顶压模块4下压目标磁瓦5，以对目标磁瓦5进行竖直方向上的夹持固定，之后便可以设定充磁模块2的充磁磁场强度并进行启动，进行充磁工作，之后可以根据目标磁瓦5的夹持姿态和本身形状对充磁模块2进行转动，从而能够对目标磁瓦5进行更加均匀且高效的充磁工作。

结合图1和图2所示，所述充磁模块2包括圆形底板21和多个电磁绕柱22以及绕设在每个所述电磁绕柱22上的充磁导体23；所述电磁绕柱22均匀设置在所述圆形底板21的边缘；

所述底座1上设置有伺服电机，所述伺服电机的输出轴与所述圆形底板21的中心轴共线连接。

每个电磁绕柱22上绕设的充磁导体23内的直流电流越大，其所产生的充磁磁场强度越高，可通过伺服电机对圆形底板21进行设定角度的转动驱动，从而准确的根据目标磁瓦5的夹持姿态和本身形状进行高效且均匀的充磁工作。

作为本发明进一步的方案：所述支撑夹持模块3包括支撑板31、第一夹持板32、第二夹持板33、第一驱动板34和第二驱动板35、驱动齿轮36以及驱动电机；

所述驱动齿轮36转动设置在所述支撑板31内，所述第一驱动板34和所述第二驱动板35分别滑动设置在所述支撑板31内的所述驱动齿轮36的两侧；

所述驱动电机的输出轴与所述驱动齿轮36连接，用于通过驱动所述第一驱动板34和所述第二驱动板35滑动来驱动所述第一夹持板32和所述第二夹持板33相向运动。

在本发明的本实施例中，可由第一支撑板31和第二支撑板31在相互靠近时夹紧目标磁瓦5，在第一支撑板31和第二支撑板31在相互远离时放开目标磁瓦5，如此能够实现对不同规格大小的目标磁瓦5进行快速稳定的夹持固定和放松；另外，考虑到目标磁瓦5需要夹持固定在充磁模块2的中心位置，因此在针对不同规格大小的目标磁瓦5进行夹持时，都需要保证目标磁瓦5的居中固定，所以本发明中采用驱动齿轮36的转动同时对第一驱动板34和第二驱动板35进行滑移驱动，保证第一夹持板32和第二夹持板33的相同的运动量，以实现对目标磁瓦5的稳定居中夹持。

作为本发明进一步的方案：所述支撑板31上开设有与所述第一驱动板34和所述第二驱动板35匹配的第一驱动槽311和第二驱动槽312；

所述第一驱动板34靠近所述支撑板31的一端大于所述第一驱动板34远离所述支撑板31的一端；

所述第二驱动板35靠近所述支撑板31的一端大于所述第二驱动板35远离所述支撑板31的一端。

第一驱动板34和所述第二驱动板35可分别卡设在第一驱动槽311和第二驱动槽312内，如此涉及可以避免第一驱动板34和第二驱动板35在运动时从驱动槽中脱落，而且能够增强滑移的稳定性，避免第一驱动板34和第二驱动板35产生明显晃动。

作为本发明进一步的方案：所述支撑夹持模块3包括引导条37，所述支撑板31上开设有与所述引导条37匹配的引导槽313。

通过上述技术方案，引导条37可以分别固定在第一驱动板34和第二驱动板35上，引导条37与引导槽313的匹配可以进一步的提升第一驱动板34和第二驱动板35在滑移以及夹持时的稳定性。

作为本发明进一步的方案：还包括震动模块，所述震动模块设置在所述支撑夹持模块3上。

通过上述技术方案，可在对目标磁瓦5进行充磁前的固定夹持阶段，启动震动模块对目标磁瓦5进行震动消磁，便于后期的重新精准的充磁，提升充磁的磁极定位精准度。

作为本发明进一步的方案：所述震动模块包括震动电机和震动块，所述震动块固定在所述震动电机的输出轴的一侧；

所述顶压模块4包括固定在所述底座1上的多个支撑柱41和固定在所述支撑柱41上的顶压板42以及顶压气缸43；

所述顶压气缸43设置在所述顶压板42上，所述顶压气缸43的输出轴固定连接有顶压柱44，所述顶压柱44用于在所述顶压气缸43的驱动下抵压所述目标磁瓦5。

通过上述技术方案，考虑到目标磁瓦5为弧形片状结构，在竖直方向进行搭设时，可能会存在一定的在相对对齐上的偏差，因此可以引入震动电机与顶压板42下压的配合，在第一夹持板32和第二夹持板33对层叠状的弧形的目标磁瓦5进行夹持的过程中，启动震动电机，可以使目标磁瓦5在振动过程中进行消磁和对齐，此时启动顶压板42向下缓慢挤压的力度变化，可以逐渐的改变目标磁瓦5的振动频率和幅度，从而配合第一夹持板32和第二夹持板33的夹持动作将多个目标磁瓦5进行快速精准的对齐，并在对齐的同时完成消磁。

作为本发明进一步的方案：所述顶压柱44靠近所述目标磁瓦5的一端设置有抵压气囊45；

所述震动模块包括驱动气囊和设置在所述驱动气囊上的单向进气阀以及单向出气阀，所述震动块与所述驱动气囊抵紧；

所述单向出气阀与所述抵压气囊45连通。

通过上述技术方案，震动块不断的击打驱动气囊可以使驱动气囊不断的通过单向出气阀向抵押气囊充气，使抵压气囊45不断膨胀，在能够在给目标磁瓦5提供压力的同时提供一定的缓冲作用，既保护了目标磁瓦5不被震动磨损，也能够提供一定的震动运动余量，提升消磁和对齐效果。

作为本发明进一步的方案：一种直流电机用充磁方法，如图3所示，包括如下步骤：

S100，对多个目标磁瓦5进行安装夹持固定；

S200，以预设角度对多个所述目标磁瓦5进行统一的充磁。

作为本发明进一步的方案：在所述步骤S200之前，还包括：

对多个所述目标磁瓦5进行统一的震动消磁的同时加强夹持固定。

如此，同归对目标瓷瓦5在充磁前的震动消磁以及同步的夹持固定，不仅能够提升消磁后再进行充磁效率，提升磁极充磁精准度，而且震动效果能够驱动夹持的进行并有利于相邻目标磁瓦5之间的相对位置的微调，从而使得目标磁瓦5能够更加精准的对齐；还可以根据目标磁瓦5的形状调整相应充磁方向的充磁磁场强度，节约能量或者保证目标磁瓦5的磁场均匀度。

以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (5)

1.一种直流电机用充磁组件，其特征在于，包括底座(1)、充磁模块(2)和支撑夹持模块(3)以及顶压模块(4)；所述充磁模块(2)转动设置在所述底座(1)上；

所述支撑夹持模块(3)转动设置在所述充磁模块(2)内，用于在水平方向上夹持目标磁瓦(5)；

所述顶压模块(4)设置在所述底座(1)上，用于在竖直方向上下压所述目标磁瓦(5)，所述充磁模块(2)的充磁磁场强度可调；

所述充磁模块(2)包括圆形底板(21)和多个电磁绕柱(22)以及绕设在每个所述电磁绕柱(22)上的充磁导体(23)；所述电磁绕柱(22)均匀设置在所述圆形底板(21)的边缘；

所述底座(1)上设置有伺服电机，所述伺服电机的输出轴与所述圆形底板(21)的中心轴共线连接；

所述支撑夹持模块(3)包括支撑板(31)、第一夹持板(32)、第二夹持板(33)、第一驱动板(34)和第二驱动板(35)、驱动齿轮(36)以及驱动电机；

所述驱动齿轮(36)转动设置在所述支撑板(31)内，所述第一驱动板(34)和所述第二驱动板(35)分别滑动设置在所述支撑板(31)内的所述驱动齿轮(36)的两侧；

所述驱动电机的输出轴与所述驱动齿轮(36)连接，用于通过驱动所述第一驱动板(34)和所述第二驱动板(35)滑动来驱动所述第一夹持板(32)和所述第二夹持板(33)相向运动；

还包括震动模块，所述震动模块设置在所述支撑夹持模块(3)上；

所述震动模块包括震动电机和震动块，所述震动块固定在所述震动电机的输出轴的一侧；

所述顶压模块(4)包括固定在所述底座(1)上的多个支撑柱(41)和固定在所述支撑柱(41)上的顶压板(42)以及顶压气缸(43)；

所述顶压气缸(43)设置在所述顶压板(42)上，所述顶压气缸(43)的输出轴固定连接有顶压柱(44)，所述顶压柱(44)用于在所述顶压气缸(43)的驱动下抵压所述目标磁瓦(5)。

2.根据权利要求1所述的直流电机用充磁组件，其特征在于，所述支撑板(31)上开设有与所述第一驱动板(34)和所述第二驱动板(35)匹配的第一驱动槽(311)和第二驱动槽(312)；

所述第一驱动板(34)靠近所述支撑板(31)的一端大于所述第一驱动板(34)远离所述支撑板(31)的一端；

所述第二驱动板(35)靠近所述支撑板(31)的一端大于所述第二驱动板(35)远离所述支撑板(31)的一端。

3.根据权利要求1所述的直流电机用充磁组件，其特征在于，所述支撑夹持模块(3)包括引导条(37)，所述支撑板(31)上开设有与所述引导条(37)匹配的引导槽(313)。

4.根据权利要求1所述的直流电机用充磁组件，其特征在于，所述顶压柱(44)靠近所述目标磁瓦(5)的一端设置有抵压气囊(45)；

所述震动模块包括驱动气囊和设置在所述驱动气囊上的单向进气阀以及单向出气阀，所述震动块与所述驱动气囊抵紧；

所述单向出气阀与所述抵压气囊(45)连通。

5.一种采用如权利要求1所述充磁组件的直流电机用充磁方法，其特征在于，包括如下步骤：

S100，对多个目标磁瓦(5)进行安装夹持固定；

S200，以预设角度对多个所述目标磁瓦(5)进行统一的充磁；

在所述步骤S200之前，还包括：

对多个所述目标磁瓦(5)进行统一的震动消磁的同时加强夹持固定。

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