CN116864254A - 一种高效磁吸器件的磁路结构 - Google Patents
一种高效磁吸器件的磁路结构 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116864254A CN116864254A CN202310862475.0A CN202310862475A CN116864254A CN 116864254 A CN116864254 A CN 116864254A CN 202310862475 A CN202310862475 A CN 202310862475A CN 116864254 A CN116864254 A CN 116864254A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- magnet
- magnetic
- circuit structure
- magnetic circuit
- width
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000005381 magnetic domain Effects 0.000 claims abstract description 18
- 230000002146 bilateral effect Effects 0.000 claims abstract description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 15
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims description 8
- 229910001172 neodymium magnet Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910000938 samarium–cobalt magnet Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910001209 Low-carbon steel Inorganic materials 0.000 claims description 3
- QJVKUMXDEUEQLH-UHFFFAOYSA-N [B].[Fe].[Nd] Chemical compound [B].[Fe].[Nd] QJVKUMXDEUEQLH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- KPLQYGBQNPPQGA-UHFFFAOYSA-N cobalt samarium Chemical compound [Co].[Sm] KPLQYGBQNPPQGA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 230000005389 magnetism Effects 0.000 claims 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 abstract description 6
- BGPVFRJUHWVFKM-UHFFFAOYSA-N N1=C2C=CC=CC2=[N+]([O-])C1(CC1)CCC21N=C1C=CC=CC1=[N+]2[O-] Chemical compound N1=C2C=CC=CC2=[N+]([O-])C1(CC1)CCC21N=C1C=CC=CC1=[N+]2[O-] BGPVFRJUHWVFKM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 12
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 6
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 description 6
- 229910000926 A-3 tool steel Inorganic materials 0.000 description 4
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011895 specific detection Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F3/00—Cores, Yokes, or armatures
- H01F3/10—Composite arrangements of magnetic circuits
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F7/00—Magnets
- H01F7/02—Permanent magnets [PM]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F7/00—Magnets
- H01F7/02—Permanent magnets [PM]
- H01F7/0205—Magnetic circuits with PM in general
- H01F7/0221—Mounting means for PM, supporting, coating, encapsulating PM
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Hard Magnetic Materials (AREA)
Abstract
本发明公开了一种高效磁吸器件的磁路结构,它包括磁轭,所述磁轭上设有安装槽,所述安装槽内固定连接有中磁体、左磁体和右磁体,所述左磁体和右磁体以中磁体为中心呈左右对称分布,所述左磁体的磁畴取向与水平方向的夹角为60°>θ>30°,所述中磁体的磁畴取向垂直于水平方向,该磁路结构各尺寸参数之间的关系为:Ui=(0.6~0.8)U;M=(0.16~0.35)Ui;Wl=Wr=(0.08~0.2)Ui;Wm=Ui‑Wl‑Wr;其中,U为磁轭的宽度;Ui为中磁体、左磁体和右磁体的宽度之和,即安装槽的宽度;M为中磁体、左磁体或右磁体的高度,即安装槽的深度;Wl为左磁体的宽度;Wr为右磁体的宽度;Wm为中磁体的宽度。本发明的有益效果是:磁力得到了提升,利于节约成本。
Description
技术领域
本发明涉及磁吸器件相关技术领域,尤其是指一种高效磁吸器件的磁路结构。
背景技术
随着稀土材料的应用不断扩大,稀土资源日益稀缺。稀土磁铁作为稀土材料应用的大行业,现有技术中,为了设计出高效的磁路,往往需要采用较多的稀土材料,不利于节约稀土材料,从而不利于节约成本。
发明内容
本发明是为了克服现有技术中为了设计出高效的磁路不利于节约成本的不足,提供了一种利于节约成本的高效磁吸器件的磁路结构。
为了实现上述目的,本发明采用以下技术方案:
一种高效磁吸器件的磁路结构,它包括磁轭,所述磁轭上设有安装槽,所述安装槽内固定连接有中磁体、左磁体和右磁体,所述左磁体和右磁体以中磁体为中心呈左右对称分布,所述左磁体的磁畴取向与水平方向的夹角为60°>θ>30°,所述中磁体的磁畴取向垂直于水平方向,该磁路结构各尺寸参数之间的关系为:
Ui=(0.6~0.8)U;
M=(0.16~0.35)Ui;
Wl=Wr=(0.08~0.2)Ui;
Wm=Ui-Wl-Wr;
其中,U为磁轭的宽度;Ui为中磁体、左磁体和右磁体的宽度之和,即安装槽的宽度;M为中磁体、左磁体或右磁体的高度,即安装槽的深度;Wl为左磁体的宽度;Wr为右磁体的宽度;Wm为中磁体的宽度。
所述磁轭上设有安装槽,所述安装槽内固定连接有中磁体、左磁体和右磁体,所述左磁体和右磁体以中磁体为中心呈左右对称分布,所述左磁体的磁畴取向与水平方向的夹角为60°>θ>30°,所述中磁体的磁畴取向垂直于水平方向,该磁路结构各尺寸参数之间的关系为:
Ui=(0.6~0.8)U;
M=(0.16~0.35)Ui;
Wl=Wr=(0.08~0.2)Ui;
Wm=Ui-Wl-Wr;
其中,U为磁轭的宽度;Ui为中磁体、左磁体和右磁体的宽度之和,即安装槽的宽度;M为中磁体、左磁体或右磁体的高度,即安装槽的深度;Wl为左磁体的宽度;Wr为右磁体的宽度;Wm为中磁体的宽度。传统磁路的特点是在U型磁轭内布局一块磁体,磁体、磁轭和被吸物体三者之间构成较大漏磁的磁回路而形成吸力,而本方案按照上述磁路结构各尺寸参数之间的关系以及各磁体的磁畴取向要求,将传统磁路中的一块磁体分成三块磁体组装在一起,在磁体用量相同的情况下,比传统方案提升了20%以上的磁力,从而利于节约稀土材料,达到利于节约成本的目的。
作为优选,所述磁轭所选用的材料为低碳钢。
作为优选,所述磁轭的饱和磁感应强度大于1.6特斯拉。
作为优选,所述中磁体所选用的材料为钕铁硼磁体。
作为优选,所述中磁体的内禀矫顽力为12500~16000奥斯特。
作为优选,所述左磁体和右磁体所选用的材料均为钐钴比例为2:17的钐钴磁体。
作为另一种优选,所述左磁体和右磁体所选用的材料均为钕铁硼磁体。
作为优选,所述左磁体和右磁体的内禀矫顽力均大于13000奥斯特。
作为优选,所述左磁体的磁畴取向与水平方向的夹角为45°≥θ>30°。
本发明的有益效果是:在磁体用量相同的情况下,比传统方案提升了20%以上的磁力,从而利于节约稀土材料,达到利于节约成本的目的。
附图说明
图1是本发明的结构示意图;
图2、图3和图4均是传统的磁路结构示意图;
图5是实施例一中传统磁路结构的气隙磁感应强度分布图;
图6是实施例一中传统磁路结构的吸力图表;
图7是实施例一中传统磁路结构的磁强曲线图;
图8是实施例一中本方案磁路结构的气隙磁感应强度分布图;
图9是实施例一中本方案磁路结构的吸力图表;
图10是实施例一中本方案磁路结构的磁强曲线图;
图11是实施例二中传统磁路结构的气隙磁感应强度分布图;
图12是实施例二中传统磁路结构的吸力图表;
图13是实施例二中传统磁路结构的磁强曲线图;
图14是实施例二中本方案磁路结构的气隙磁感应强度分布图;
图15是实施例二中本方案磁路结构的吸力图表;
图16是实施例二中本方案磁路结构的磁强曲线图;
图17和图18为试样1的拉力检测报告;
图19和图20为试样2的拉力检测报告;
图21和图22为试样3的拉力检测报告;
图23和图24为试样4的拉力检测报告。
图中:1. 磁轭,2. 安装槽,3. 中磁体,4. 左磁体,5. 右磁体,6. 磁体。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的描述。
如图1所述的实施例中,一种高效磁吸器件的磁路结构,它包括磁轭1,磁轭1上设有安装槽2,安装槽2内固定连接有中磁体3、左磁体4和右磁体5,左磁体4和右磁体5以中磁体3为中心呈左右对称分布,左磁体4的磁畴取向与水平方向的夹角为60°>θ>30°,中磁体3的磁畴取向垂直于水平方向,该磁路结构各尺寸参数之间的关系为:
Ui=0.6~0.8U;
M=0.16~0.35Ui;
Wl=Wr=0.08~0.2Ui;
Wm=Ui-Wl-Wr;
其中,U为磁轭1的宽度;Ui为中磁体3、左磁体4和右磁体5的宽度之和,即安装槽2的宽度;M为中磁体3、左磁体4或右磁体5的高度,即安装槽2的深度;Wl为左磁体4的宽度;Wr为右磁体5的宽度;Wm为中磁体3的宽度。
磁轭1所选用的材料为:饱和磁感应强度大于1.6特斯拉的低碳钢,如Q195/Q235/20#/工业纯铁等。
磁体材料:中磁体3所选用的材料为内禀矫顽力为12500~16000奥斯特的钕铁硼磁体;左磁体4和右磁体5所选用的材料均为钐钴比例为2:17的钐钴磁体或内禀矫顽力均大于13000奥斯特的M、H、SH、UH、EH等钕铁硼磁体。
优选地,左磁体4的磁畴取向与水平方向的夹角为45°≥θ>30°。
实施例一:
1. 传统磁路的吸力模拟
图2、图3和图4均为传统磁路的结构,如图4所示,磁体6的磁畴取向垂直于水平方向,磁体6选用N45,磁轭1选用A3型轭铁;取U=54,Ui=36,M=10。
数值模拟条件:和一块15毫米厚的A3钢板隔开1.25毫米气隙时构成的磁路。
模拟结果:如图5、图6和图7所示,该磁路提供了3050牛顿的吸引力,同时从如图7所示的磁强曲线上看,距离10~18毫米和36~43毫米这两段,磁体边缘漏磁较大。
2. 本案磁路的吸力模拟
如图1所示,取U=54,Ui=36,M=10,Wm=24。
数值模拟的条件:和一块15毫米厚的A3钢板隔开1.25毫米气隙时构成的磁路,磁体用量与上案相同,左磁体4和右磁体5的磁畴取向与水平方向的夹角θ=45°。
模拟结果:如图8、图9和图10所示,该磁路提供了3700牛顿的吸引力,同时从如图10所示的磁强曲线上看,距离15~18毫米和36~40毫米这两段,磁体边缘磁场高于中心,无漏磁。
结论:从上述两个对比方案中可以看出,同样稀土磁铁的用量,按照本案磁路设计的器件,吸力上升了700牛顿,上升比例达到23%。
实施例二:
1. 传统磁路的吸力模拟
图2、图3和图4均为传统磁路的结构,如图4所示,磁体6的磁畴取向垂直于水平方向,磁体6选用N45M,磁轭1选用A3槽钢;取U=26,Ui=18,M=5。
数值模拟条件:和一块15毫米厚的A3钢板隔开1.25毫米气隙时构成的磁路。
模拟结果:如图11、图12和图13所示,该磁路提供了388牛顿的吸引力,同时从如图13所示的磁强曲线上看,距离6~9毫米和17~20毫米这两段,磁体边缘漏磁较大。
2. 本案磁路的吸力模拟
如图1所示,取U=26,Ui=18,M=5,Wm=12。
数值模拟的条件:和一块15毫米厚的A3钢板隔开1.25毫米气隙时构成的磁路,磁体用量与上案相同,左磁体4和右磁体5的磁畴取向与水平方向的夹角θ=45°。
模拟结果:如图14、图15和图16所示,该磁路提供了481牛顿的吸引力,同时从如图16所示的磁强曲线上看,距离6~9毫米和17~20毫米这两段,磁体边缘磁感应强度大于磁体中心磁感应强度,无漏磁。
结论:从上述两个对比方案中可以看出,同样稀土磁铁的用量,按照本案磁路设计的器件,吸力上升了93牛顿,上升比例达到24%。
本方案按照尺寸做成实物试样后进行了拉力检测,具体检测报告如图17~24所示,测试条件及数据如下表所示:
Claims (9)
1.一种高效磁吸器件的磁路结构,其特征是,包括磁轭(1),所述磁轭(1)上设有安装槽(2),所述安装槽(2)内固定连接有中磁体(3)、左磁体(4)和右磁体(5),所述左磁体(4)和右磁体(5)以中磁体(3)为中心呈左右对称分布,所述左磁体(4)的磁畴取向与水平方向的夹角为60°>θ>30°,所述中磁体(3)的磁畴取向垂直于水平方向,该磁路结构各尺寸参数之间的关系为:
Ui=(0.6~0.8)U;
M=(0.16~0.35)Ui;
Wl=Wr=(0.08~0.2)Ui;
Wm=Ui-Wl-Wr;
其中,U为磁轭(1)的宽度;Ui为中磁体(3)、左磁体(4)和右磁体(5)的宽度之和,即安装槽(2)的宽度;M为中磁体(3)、左磁体(4)或右磁体(5)的高度,即安装槽(2)的深度;Wl为左磁体(4)的宽度;Wr为右磁体(5)的宽度;Wm为中磁体(3)的宽度。
2.根据权利要求1所述的一种高效磁吸器件的磁路结构,其特征是,所述磁轭(1)所选用的材料为低碳钢。
3.根据权利要求2所述的一种高效磁吸器件的磁路结构,其特征是,所述磁轭(1)的饱和磁感应强度大于1.6特斯拉。
4.根据权利要求1所述的一种高效磁吸器件的磁路结构,其特征是,所述中磁体(3)所选用的材料为钕铁硼磁体。
5.根据权利要求4所述的一种高效磁吸器件的磁路结构,其特征是,所述中磁体(3)的内禀矫顽力为12500~16000奥斯特。
6.所述根据权利要求1或2或3或4或5所述的一种高效磁吸器件的磁路结构,其特征是,所述左磁体(4)和右磁体(5)所选用的材料均为钐钴比例为2:17的钐钴磁体。
7.根据权利要求1或2或3或4或5所述的一种高效磁吸器件的磁路结构,其特征是,所述左磁体(4)和右磁体(5)所选用的材料均为钕铁硼磁体。
8.根据权利要求7所述的一种高效磁吸器件的磁路结构,其特征是,所述左磁体(4)和右磁体(5)的内禀矫顽力均大于13000奥斯特。
9.根据权利要求1或2或3或4或5所述的一种高效磁吸器件的磁路结构,其特征是,所述左磁体(4)的磁畴取向与水平方向的夹角为45°≥θ>30°。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202310862475.0A CN116864254A (zh) | 2023-07-14 | 2023-07-14 | 一种高效磁吸器件的磁路结构 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202310862475.0A CN116864254A (zh) | 2023-07-14 | 2023-07-14 | 一种高效磁吸器件的磁路结构 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN116864254A true CN116864254A (zh) | 2023-10-10 |
Family
ID=88226540
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202310862475.0A Pending CN116864254A (zh) | 2023-07-14 | 2023-07-14 | 一种高效磁吸器件的磁路结构 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN116864254A (zh) |
-
2023
- 2023-07-14 CN CN202310862475.0A patent/CN116864254A/zh active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN108777518B (zh) | 一种不对称混合少稀土永磁电机的转子结构 | |
CN108110980A (zh) | 半串联型具有被动调磁磁障的混合永磁可调磁通电机 | |
CN108667177B (zh) | 一种高转矩密度非对称转子结构 | |
CN207884878U (zh) | 一种多极磁体扬声器 | |
CN109831084A (zh) | 内置式双v型串并联混合磁路可调磁通永磁同步电机 | |
CN111172823A (zh) | 一种Halbach型永磁轨道 | |
CN101886668A (zh) | 一种两气隙混合式外转子径向磁轴承 | |
CN109067037B (zh) | 一种高转矩密度的混合永磁电机转子结构 | |
CN205376241U (zh) | 一种混合型永磁波荡器的磁结构 | |
CN220627515U (zh) | 一种高效磁吸器件 | |
CN201174286Y (zh) | 一种永磁电磁混合磁铁结构 | |
CN116864254A (zh) | 一种高效磁吸器件的磁路结构 | |
CN85103498A (zh) | 高均匀度磁场的永磁磁体 | |
CN212529328U (zh) | 一种磁悬浮列车系统及其悬浮轨道 | |
CN109326407A (zh) | 基于中低速磁悬浮列车的悬浮电磁铁 | |
CN203125310U (zh) | 一种钕铁硼无磁磨夹具 | |
CN211689694U (zh) | 一种Halbach型永磁轨道 | |
WO2016161685A1 (zh) | 一种永磁转子 | |
TWI734570B (zh) | 導磁條板、磁力吸盤面板和磁力吸盤 | |
CN209184319U (zh) | 一种复合磁瓦 | |
CN114172343B (zh) | 基于气隙磁通密度波形正弦化设计的混合式磁极直线电机 | |
CN201594434U (zh) | 一种磁体的复极拼磁结构 | |
CN209029992U (zh) | 一种磁钢结构 | |
CN205610360U (zh) | 一种拼接式定子及电机 | |
CN101807466A (zh) | 一种磁体的复极拼磁方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |