CN219497466U - 一种磁环的老化及饱和充磁装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种磁环的老化及饱和充磁装置，包括以同一中心点均匀环绕设置的多个电磁铁，在多个电磁铁相互靠近的一端均设置有弧形的导磁极头，多个所述导磁极头形成圆形型腔；还包括穿插过圆形型腔的磁环固定及加热机构，所述的磁环固定及加热机构包括呈倒T型结构、柱状的模具，磁环套设在所述模具上并与多个导磁极头形成的圆形型腔对应，并在模具上旋设有用于固定磁环的压环；在模具顶部开设有沉孔，在所述沉孔内安装有加热棒；在模具底部开设有测温孔，在所述测温孔内安装有热电偶。本实用新型不仅可以实现整体永磁环在热场和/或磁场条件下的老化处理，也可以实现整体永磁环的饱和充磁。

Description

一种磁环的老化及饱和充磁装置

技术领域

本实用新型涉及一种磁环的老化及饱和充磁装置，属于永磁环的充磁及检测领域。

背景技术

稀土永磁材料是目前在电机中得到广泛应用的永磁体，制备的稀土永磁电机可大幅度减少励磁电机中铜绕组的使用，极大降低了永磁电机的重量，节约电机成本。目前在永磁电机中，通常是采用插片式或表贴式的方式进行组合获得磁场。但采用永磁体组合的方式总不可避免的存在漏磁现象，从而导致电机在高速运转过程中，出现振动的现象。因此，在一些领域已经逐渐开始采用整体磁环替代组合式磁环，如EPS电机、高精密伺服电机等领域。

永磁环在高速运转过程中，可能会出现温升、反向磁场共同作用的复杂情况。因此，判断一款永磁环的极限工作环境，通常是通过电机设计和装机试验的方式进行评估，并逐渐修正设计方案，装机运行，以满足电机的运行工况。这就使得电机研发周期增加，增加了一款电机的研发成本。因此，在装机前即对整体永磁环在磁场和热场条件下进行老化，分析永磁环的抗退磁能力，有望极大降低永磁电机的设计和开发成本。

此外，针对具有较高矫顽力的永磁环的饱和充磁，充分发挥永磁环的性能潜力，也是目前高矫顽力永磁环面临的一个亟待解决的问题。

发明内容

因此，针对上述问题，本实用新型提供了一款磁环的老化及饱和充磁装置，不仅可以实现整体永磁环在热场和/或磁场条件下的老化处理，也可以实现整体永磁环的饱和充磁。本实用新型所采用的技术方案为：

一种磁环的老化及饱和充磁装置，包括：

以同一中心点均匀环绕设置的多个电磁铁，在多个电磁铁相互靠近的一端均设置有弧形的导磁极头，多个所述导磁极头形成圆形型腔；还包括穿插过圆形型腔的磁环固定及加热机构，所述的磁环固定及加热机构包括呈倒T型结构、柱状的模具，磁环套设在所述模具上并与多个导磁极头形成的圆形型腔对应，并在模具上旋设有用于固定磁环的压环；在模具顶部开设有沉孔，在所述沉孔内安装有加热棒；在模具底部开设有测温孔，在所述测温孔内安装有热电偶。

作为本实用新型的一种优选，相邻的两个导磁极头之间存在间隙。

作为本实用新型的一种优选，所述的加热棒、热电偶均与外部温控装置电性连接，通过温控装置控制加热棒对模具进行加热并传导至磁环，热电偶用于检测模具的温度并将温度数据传输至温控装置。

作为本实用新型的一种优选，所述的模具为铝材质或铜材质。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型能够在整体永磁环装机试验前即可对一款永磁环成品进行检测和分析，无需对装机后的电机性能指标与设计目标参数存在差异而修改电机设计方案，极大降低了电机开发的研发周期和成本，同时也可以实现对高矫顽力整体磁环的饱和充磁，提高了适用性。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为电磁铁与导磁极头处结构示意图；

图3为磁环固定及加热机构结构示意图；

图4为模具处主视图；

图中主要附图标记含义如下：

1、电磁铁，2、导磁极头，3、磁环固定及加热机构，4、模具，5、磁环，6、压环，7、沉孔，8、加热棒，9、测温孔，10、热电偶。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型做具体的介绍。

如图1-4所示：本实施例是一种磁环的老化及饱和充磁装置，如图1-2所示，包括四个呈“十”字型设置的电磁铁1，在四个电磁铁1相互靠近的一端均设置有弧形的导磁极头2，四个所述导磁极头2形成圆形型腔，且相邻的两个导磁极头2之间存在间隙；图2中，黑色粗箭头表示电流方向，利用铜导线将电磁铁1按照图2所示依次串联，其中1-1和4-2分别接入外部电路，根据洛伦兹右手定则可得到如图2中N-S极所示的磁场分布，磁力线由N指向S。

该装置还包括穿插过圆形型腔的磁环5固定及加热机构3，如图3-4所示，磁环5固定及加热机构3包括呈倒T型结构、柱状的模具4，模具4为铝材质或铜材质，尺寸可根据待处理的磁环5尺寸设计；磁环5套设在模具4上并与四个导磁极头2形成的圆形型腔对应，圆形型腔的直径略大于磁环5外径尺寸，使得磁环5与导磁极头2尽可能接近；在模具4上旋设有用于固定磁环5的压环6；在模具4顶部开设有沉孔7，在沉孔7内安装有加热棒8；在模具4底部开设有测温孔9，在测温孔9内安装有热电偶10，在实际应用时，加热棒8、热电偶10均与外部温控装置电性连接，通过外部的温控装置设定加热温度，并控制加热棒8升温，热量将传导至模具4并作用于模具4上套设的磁环5，热电偶10实时检测模具4的温度并将数据传输至温控装置，当检测的温度达到设定温度后，温控装置控制加热棒8停止升温，整个温控过程均为现有技术能够实现的技术效果，此处不再赘述具体温控原理。

在实际应用时，电磁铁1、磁环5固定及加热机构3均可通过绝缘件架设起来以方便进行操作。

工作时，将磁环5套在模具4上，利用压环6将磁环5固定在模具4上，将加热棒8放入模具4沉孔7中并固定以形成整体结构，将整体结构按照一定方位放入四个导磁极头2形成的圆形型腔中，使得电磁铁1产生的磁场与磁环5的磁场同极相对，进行磁场和热场条件下的处理，并分析磁环5的抗退磁能力；具体的操作步骤为：

1、将磁环5在充磁线圈中进行充磁，利用三维四轴测量仪检测磁环5表磁；

2、将磁环5固定于模具4上后，按照一定方位放入导磁极头2组合形成的圆形型腔中，使得电磁铁1产生的磁场与磁环5的磁场同极相对；再将热电偶10及加热棒8与温控装置连接后，分别安装至模具4上的测温孔9和沉孔7内将热电偶10及加热管与温控装置连接后，分别插入模具4测温孔9和型腔中；

3、开启升温，待测得的温度达到目标温度时，维持恒温；

4、开启磁场充磁程序，控制磁场在零场与目标磁场之间来回循环多次后取出磁环5(可通过改变电流大小和/或电流方向实现)，待磁环5降到室温时，利用三维四轴测量仪检测磁环5表磁，计算表磁不可逆损失，分析磁场和热场共同作用下磁环5的抗退磁能力。

本装置还可以用于实现磁环5的饱和充磁，具体的工作步骤为：

1、将磁环5固定于模具4上后，按照一定方位放入导磁极头2组合形成的圆形型腔中，再将热电偶10及加热棒8与温控装置连接后，分别安装至模具4上的测温孔9和沉孔7内将热电偶10及加热管与温控装置连接后，分别插入模具4测温孔9和型腔中；

2、开启升温，待测得的温度达到目标温度时，维持恒温，优选的，最佳温度为磁体的居里温度；

3、开启磁场充磁程序，待磁场值达到目标磁场时，维持充磁磁场值不变，切断加热管电源，使得磁环5温度逐渐降低至室温，取出磁环5，从而达到磁环5饱和充磁的目的。

综上所述，本实用新型提供的磁环的老化及饱和充磁装置能够在整体永磁环装机试验前即可对一款永磁环成品进行检测和分析，无需对装机后的电机性能指标与设计目标参数存在差异而修改电机设计方案，极大降低了电机开发的研发周期和成本，同时也可以实现对高矫顽力整体磁环的饱和充磁，提高了适用性。

以上所述仅是本实用新型专利的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型专利原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型专利的保护范围。

Claims (4)

1.一种磁环的老化及饱和充磁装置，其特征在于，包括：

多个电磁铁，以同一中心点均匀环绕设置；在多个电磁铁相互靠近的一端均设置有弧形的导磁极头，多个所述导磁极头形成圆形型腔；

磁环固定及加热机构，穿插过导磁极头形成的圆形型腔；所述的磁环固定及加热机构包括呈倒T型结构、柱状的模具，磁环套设在所述模具上并与多个导磁极头形成的圆形型腔对应，并在模具上旋设有用于固定磁环的压环；在模具顶部开设有沉孔，在所述沉孔内安装有加热棒；在模具底部开设有测温孔，在所述测温孔内安装有热电偶。

2.根据权利要求1所述的一种磁环的老化及饱和充磁装置，其特征在于，相邻的两个导磁极头之间存在间隙。

3.根据权利要求1所述的一种磁环的老化及饱和充磁装置，其特征在于，所述的加热棒、热电偶均与外部温控装置电性连接，通过温控装置控制加热棒对模具进行加热并传导至磁环，热电偶用于检测模具的温度并将温度数据传输至温控装置。

4.根据权利要求1所述的一种磁环的老化及饱和充磁装置，其特征在于，所述的模具为铝材质或铜材质。