CN116844819A - 一种电磁充磁装置、电磁充磁的磁路结构单元及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电磁充磁装置、电磁充磁的磁路结构单元及其应用，所述的一种电磁充磁装置，包括绝缘材料和镶嵌在绝缘材料中的导电线一条，所述导电线布置成多极平行线性充磁的等腰三角形状三个，等腰三角形三个构成一个等边三角形；本申请技术方案充磁装置上充磁所得的永磁体上的磁路结构单元，运用在包括柔性磁性复合材料膜片等各式磁体上，改善膜片等各式磁体因膜片安装或使用过程角度调整、吸附方向随意造成的因磁路不匹配、吸力变小的难题，且材料磁性能的利用更充分。

Description

一种电磁充磁装置、电磁充磁的磁路结构单元及其应用

技术领域

本发明属于磁性材料领域，尤其涉及一种电磁充磁装置、电磁充磁的磁路结构单元及其应用。

背景技术

磁性材料的工业应用在作为电机的电能和机械能的转换媒介，早已经为人们所熟知；磁性材料在民用的异军突起更是让人耳目一新，柔性磁性复合材料膜片就是其中一种。

由于平面多极线性充磁的磁吸不存在膜片间同性相斥的选择性吸附问题，又由于烧结钕铁硼磁体內禀矫顽力、矫顽力为铁氧体的2倍以上，理论上满足饱和充磁的条件，现有技术很多都采用烧结钕铁硼永磁体给铁氧体材质复合材料膜片、单个的铁氧体磁体进行平面多极线性充磁，专利号US 9,455,078 B2 MAGNETIZATION OF FLEXIBLEMAGNETICSHEETS柔性磁性膜片的充磁的背景技术上对此有相关描述。

但是存在以下问题的困扰：平面线性多极充磁的柔性膜片之间或膜片与单个磁体之间的吸附，彼此磁路若匹配，即磁距、磁路方向一致、则彼此之间的磁吸力最大；若不匹配表现在磁路互相垂直，成交角，磁路错位，彼此之间吸力会大幅降低，依靠磁性吸附的磁性大幅膜片之间、大幅膜片与永磁个体之间、小幅的两幅膜片之间，安装或拼装过程因方向的随意性、安装时吸附角度的倾斜、调整，都将发生彼此间的松动甚至脱落。

公开号CN108172356A一种双性磁性材料及其制作方法，对平面线性充磁方式的永磁体间磁路匹配和错位发生的吸力波动有详细的记录，其中表12记录的永磁体间磁路匹配和错位后彼此之间的波动超过了85%，这使得大幅膜片的安装难度加大，旋转、位移都会引起脱落，拼接个体之间的磁吸方向受到限制。该发明公开了一种双性磁性材料及其制作方法，由以下质量百分比的原料组成：永磁材料5%～88%，软磁材料5%～88%，粘结剂6%～16%，助剂1%～10%，提高了吸力的最小值，克服了永磁自吸时最小值太小吸附不牢固的现象，吸力更加均匀，物体的挪动和旋转更加畅顺，从表2可知，吸力波动降至50%的范围内。

要取得较大的吸力得与磁路方向一致，即磁路得匹配，若要实现多方向任意吸附就得损失磁吸力，这是个矛盾体，本技术方案的目的在改善柔性磁性膜片磁吸附时安装方向和角度受到限制的情况，减少平面线性多极充磁磁体之间安装或拼接过程因拼接方向的随意性、角度调整产生磁路不匹配带来的吸力不够、脱落的困扰。

发明内容

一种电磁充磁装置，包括绝缘材料（102）和镶嵌在绝缘材料中的导电线一条（101），所述导电线布置成平面多极平行线性充磁的等腰三角形（103）三个，所述等腰三角形三个构成一个等边三角形（104）；

进一步，所述平面多极平行线性方向垂直等边三角形（104）和等腰三角形（103）的同一外边（105），长度依等腰三角形腰的高度依次梯度排列成斜坡状；

进一步，所述平面多极平行线性充磁磁距为3.0mm~5.0mm；

进一步，所述在绝缘材料中镶嵌有冷却装置；

再进一步，冷却装置可以为水管，使用时水为流动状态；

再进一步，该装置需配合充磁机使用，为匹配不同性能的永磁体、采用不同的充磁电压和电容，该装置的整体尺寸和导电线尺寸可以有系列规格。

一种电磁充磁的磁路结构单元，包括上述一种电磁充磁装置上充磁所得的永磁体上的磁路结构。

一种磁体，磁体表面包括上述一种电磁充磁的磁路结构单元至少一个。

一种柔性磁性复合材料膜片，膜片为磁性材料粉体为填料的柔性改性高分子聚合物材料，所述磁性复合材料膜片上包括上述一种电磁充磁磁路结构单元至少一个；

进一步，磁性复合材料膜片包括永磁磁胶片单层、软磁磁胶片和永磁磁胶片的双层结构之一，永磁材料粉体包括铁氧体、钕铁硼、钐铁氮、钐钴粉体至少之一。

一种磁性四面体单元，包括四面体框架基体及胶粘或镶嵌或卡扣在其表面的柔性磁性复合材料膜片单元，所述柔性磁材复合材料膜片单元包含上述一种电磁充磁的磁路结构单元一个；

进一步，所述四面体单元的任一面为三角形，所述磁路结构单元与之同形且面积不大于三角形；

进一步，所述柔性磁材复合材料膜片单元厚度为0.5mm~2.0mm；

进一步，所述四面体框架基体为纸板、塑料薄板、木板、金属薄板之一，一体成型或者组装成型；

再进一步，所述塑料薄板包括ABS、PVC、PU、PS、PP、PA、EVA材质之一；

进一步，所述柔性磁材复合材料膜片单元颜色为赤、橙、黄、绿、青、蓝、紫、膜片原色至少之一。

一种四面体磁性吸附系统，包括上述一种磁性四面体单元至少一个，四面体单元间以磁吸相互连接。

有益效果

本申请技术方案实施例中的磁路结构单元，运用在实施例中磁性四面体单元的任一面的三角形膜片上，只要对准任意一边就可以实现两个磁性四面体单元之间磁路匹配，吸力大小不受拼装方向的影响；

本申请技术方案实施例中的磁路结构单元，运用在永磁体上，同比相同原材料的现有技术的充磁方式，无论是大幅的膜片材料之间的互吸，还是膜片与单个磁体之间的互吸，磁力在不同角度的利用得以提高，因三角形的稳定结构，安装过程因角度调整、或因不同方向外力作用导致脱落的机会降低，同时磁性膜片间只存在相吸，不存在相对的两面间同性相斥的现象，即不存在选择性的磁吸附。

本申请技术方案实施例中的磁路结构单元，运用在柔性膜片材料上，同比相同原材料的现有技术的充磁方式，充磁的饱和度更高，磁吸力更强，材料本身的磁性能利用更充分，三角形带来三个吸附方向的稳定性，磁吸的稳定性提高;

本申请技术方案实施例3中的柔性磁性复合材料膜片，低密度、性柔，安装、使用过程没有了传统刚性磁块的潜在危险。

附图说明

图1，本申请实施例1中的一种电磁充磁装置结构示意图100，其中：导电线101，绝缘材料102，等腰三角形103，等边三角形104，外边105。

图2，本申请实施例2中一种电磁充磁的磁路单元结构示意图200。

图3-1，本申请实施例3中的柔性膜片单元及磁路结构示意图300。

图3-2，现有技术对比例1中的柔性膜片单元及磁路结构示意图。

图3-3，实施例3和对比例1中吸附力检测说明图及检测设备。

图4，本申请实施例磁性四面体单元结构分解图400。

图5-1至5-7，本申请磁性四面体磁性吸附系统之一至之七。

图6，本申请大幅柔性膜片及磁路结构示意图。

具体实施方式

以下通过具体实施方式来进一步说明本技术方案，需特别说明：

所述绝缘材料，为不导电材料，可以为环氧树脂浇筑后的凝固；

所述磁路结构，为磁力线分布结构图，可在贴近的磁路纸上体现；

本申请附图上等腰三角形的线条和相关文字描述、NS的标记及阴暗对比线条都是为了对磁路的描述说明而虚设。

实施例1

参照图1，一种电磁充磁装置结构示意图100，该装置包括绝缘材料102和镶嵌在绝缘材料中的导电线一条101，导电线为直径1.45mm的裸铜线，设置成平面多极平行线性充磁的等腰三角103形状三个，等腰三角形三个构成一个等边三角形104；平面多极平行线性方向垂直等边三角形和等腰三角形的同一边即外边105，平行线长度设计为依等腰三角形腰的高度依次梯度排列成斜坡状。

实施例2

参照图2，一种电磁充磁的磁路结构单元200，采用电压3500V，电容3000μF的脉冲充磁机，选择充磁电压为1500V，对实施例1的电磁充磁装置结构上的永磁体进行电脉冲充磁，所得的永磁体上的磁路结构单元。

实施例3

参照图3-1，一种柔性磁性复合材料膜片单元300，膜片单元粘贴于下述磁性四面体单元外表面，该膜片单元外侧面上包括实施例2的一种电磁充磁的磁路结构单元一个，多极平行线线性充磁磁距为3mm，膜片单元任一边长等于或小于充磁装置的边长，该膜片为厚0.8mm异性铁氧体料粉体为填料的改性柔性高分子聚合物复合材料与厚0.4mm铁粉为填料的改性柔性高分子聚合物复合材料的贴合，总厚度1.2mm；

膜片单元颜色选择赤、橙、黄、绿、青、蓝、紫、膜片原色至少之一；

对小于充磁装置边长复合材料膜片单元，充磁时只要把膜片中心点放置于充磁装置的三角形中心位置即可；

实际操作、运用时允许出现边长、磁距、高度、倒角、对位等的尺寸误差。

对比例1

参照图3-2，现有技术对比例1柔性膜片单元及磁路结构示意图，对实施例3中的柔性磁性复合材料膜片单元采用烧结钕铁硼充磁辊平面多极线性充磁，磁距2mm。

参照图3-3，吸附力检测说明图及检测设备，选择形状尺寸一致的实施例3和对比例1中的互吸膜片单元各一对，检测时，互吸的一对膜片通过双面胶贴合在检测设备的下台面上和圆盘下，检测分开互吸的两片的吸力，相关数据记录表1中。

分析1：如检测说明图所示，0°、120°、240°是两膜片单元互吸的三个方向，对比例1的两膜片的磁路随方向变化发生错位，膜片单元间吸附力波动大，减小幅度达73.1%；而本实施例3两膜片基本不受方向变化的影响，减少幅度只有6.2%，是膜片使用时可以接受的范围，实施例3有效改善了膜片单元角度变换带来的影响，即变换120°角度吸附，吸力没有下降。

分析2：对比例1的烧结钕铁硼永磁辊的充磁方式，在烧结钕铁硼和铁氧体两者矫顽力值对比的基础上，理论上是能满足对铁氧体的饱和充磁要求，而对比例1和实施例3的吸附力平均值却相差3倍多，可见实施例3的技术方案对材料的磁性能的利用更充分。

实施例4

参照图4，磁性四面体单元结构分解图400，包括四面体框架基体401及胶粘在其表面实施例3的柔性磁性复合材料膜片单元300，复合材料膜片单元面积不大于四面体框架基体上的三角形，四面体的任一面为三角形，所述四面体框架基体为ABS薄板一体成型。

实施例5

参照图5-1至5-7，一种磁性四面体磁性吸附系统，包括实施例4磁性四面体单元至少一个，磁性四面体单元间以磁吸相互连接。

实施例6

参照图6，本申请大幅柔性膜片及磁路结构示意图，包括电磁充磁磁路单元结构超过1个，柔性膜片尺寸为188mm×322mm，材料成分、结构、厚度同实施例3。

Claims (13)

1.一种电磁充磁装置，包括绝缘材料（102）和镶嵌在绝缘材料中的导电线一条（101），其特征为，所述导电线布置成平面多极平行线性充磁的等腰三角形（103）三个，所述等腰三角形三个构成一个等边三角形（104）。

2.根据权利要求1所述的一种电磁充磁装置，其特征为，所述平面多极平行线性方向垂直等边三角形（104）和等腰三角形（103）的同一外边（105），长度依等腰三角形腰的高度依次梯度排列成斜坡状。

3.根据权利要求1所述的一种电磁充磁装置，其特征为，所述平面多极平行线性充磁磁距为3.0mm~5.0mm。

4.根据权利要求1所述的一种电磁充磁装置，其特征为，所述绝缘材料中镶嵌有冷却装置。

5.一种电磁充磁的磁路结构单元，其特征为，包括任一项权利要求1至4所述的一种电磁充磁装置上充磁所得的永磁体上的磁路结构。

6.一种磁体，其特征为，磁体上包括权利要求5所述的一种电磁充磁的磁路结构单元至少一个。

7.一种柔性磁性复合材料膜片，其特征为，该膜片为磁性材料粉体为填料的柔性改性高分子聚合物材料，所述磁性复合材料膜片上包括权利要求5所述的一种电磁充磁的磁路结构单元至少一个。

8.一种磁性四面体单元，包括四面体框架基体及胶粘或镶嵌或卡扣在其表面的柔性磁性复合材料膜片单元，其特征为，所述柔性磁材复合材料膜片单元包含了权利要求5所述的一种电磁充磁的磁路结构单元一个。

9.根据权利要求8所述的一种磁性四面体单元，其特征为，所述四面体单元的任一面为三角形，所述磁路结构单元与之同形且面积不大于三角形。

10.根据权利要求8所述的一种磁性四面体单元，其特征为，所述柔性磁材复合材料膜片单元厚度为0.5mm~2.0mm。

11.根据权利要求8所述的一种磁性四面体单元，其特征为，所述四面体框架基体为纸板、塑料薄板、木板、金属薄板之一，一体成型或者组装成型。

12.根据权利要求8所述的一种磁性四面体单元，其特征为，所述柔性磁材复合材料膜片单元颜色为赤、橙、黄、绿、青、蓝、紫、膜片原色至少之一。

13.一种四面体磁性吸附系统，其特征为，包括任一项权利要求8～12所述的一种磁性四面体单元至少一个，四面体单元间以磁吸相互连接。