PL221001B1 - Głowica do wielobiegunowego magnesowania magnesu płaskiego (54) i sposób wytwarzania głowicy do wielobiegunowego magnesowania magnesu płaskiego - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest głowica do wielobiegunowego magnesowania magnesu płaskiego i sposób wytwarzania głowicy do wielobiegunowego magnesowania magnesu płaskiego.

Silniki liniowe płaskie o ruchu złożonym, z magnesami trwałymi zawierają magnesy trwałe, których wypadkowy naprzemienny rozkład biegunów magnetycznych tworzy na płaszczyźnie xy układ wierszy i kolumn. Naprzemienny rozkład biegunów magnetycznych w układzie wierszy i kolumn uzyskuje się łącząc pojedyncze dwubiegunowe magnesy lub magnesy wielobiegunowe o naprzemiennym szeregowym rozkładzie biegunów tylko w jednym kierunku.

W amerykańskim opisie patentowym nr US7114237 przedstawiono konstrukcję głowicy do wielobiegunowego magnesowania płaskich magnesów trwałych i sposób jej wytwarzania. Głowica według tego patentu jest wykonana w technologii PCB (Printed Circuit Boards). Na powierzchni płytki wytrawia się przewodzące ścieżki, które tworzą wzór oczekiwanego wielobiegunowego rozkładu biegunów magnetycznych. Głowica posiada dwa elektryczne wyprowadzenia, które łączy się z urządzeniem magnesującym. Przepływ prądu przez ścieżki wytwarza strumień magnetyczny przenikający przez powierzchnię magnesu powodując jego namagnesowanie. Głowica magnesująca według amerykańskiego patentu umożliwia wytwarzanie precyzyjnych wielobiegunowych magnesów trwałych wykorzystywanych w budowie min.: enkoderów, sensorów, małych silników. Nie nadaje się jednak do magnesowania magnesów trwałych o dużej energii, gdyż wytwarza zbyt małe natężenie pola magnetycznego.

W amerykańskim opisie patentowym nr US4920326 opisano konstrukcję wielobiegunowej głowicy magnesującej, która zawiera dwa niemagnetyczne karkasy, z nawiniętymi uzwojeniami. Osiem biegunów w każdym karkasie otrzymano poprzez wykonanie nacięć w kierunku promieniowym. Uzwojenia nawinięto na biegunach w sposób umożliwiający sąsiadującym ze sobą cewkom wytwarzanie przeciwnie skierowanego strumienia magnetycznego. W procesie magnesowania karkasy umieszcza się przy powierzchni magnesu, który zostaje namagnesowany w sposób osiowo wielobiegunowy. Głowica pozwala namagnesować magnes w sposób, w którym naprzemienny wielobiegunowy rozkładu biegunów magnetycznych N i S uzyskano w szeregu po okręgu.

Znany sposób wytwarzania głowic do wielobiegunowego magnesowania magnesu płaskiego o dużej gęstości energii magnetycznej polega na tym, że uzwojenia nawija się na biegunach powstałych poprzez odpowiednie ukształtowanie jednolitego karkasu. Karkas może być wykonany z materiału niemagnetycznego lub ferromagnetycznego, co pozwala zwiększyć wartość wytwarzanego strumienia magnetycznego. W znanych rozwiązaniach konstrukcyjnych głowic wielo biegunowych bieguny magnetyczne rozmieszcza się w szeregu tylko w jednym kierunku wyznaczonym przez prostą lub okrąg.

Głowica do wielobiegunowego magnesowania magnesu płaskiego według wynalazku zawiera dwa niemagnetyczne lub ferromagnetyczne karkasy, z których każdy składa się z co najmniej dwóch oddzielnie uzwojonych i połączonych ze sobą segmentów.

Wykonanie karkasów z oddzielnych elementów pozwala precyzyjnie nawinąć uzwojenia oraz otrzymać bardzo złożony rozkład biegunów. Dokładność wykonania uzwojeń ma bardzo duże znaczenie, gdyż wpływa na dokładność rozkładu biegunów magnetycznych na powierzchni magnesu.

Przy umieszczeniu materiału magnetycznie twardego pomiędzy dwiema częściami głowicy do wielobiegunowego magnesowania materiał magnetycznie twardy zostanie namagnesowany wielobiegunowo w kierunku prostopadłym do jego powierzchni przez grubość. Przy zastosowaniu tylko jednej części głowicy materiał magnetycznie twardy zostanie namagnesowany w sposób powierzchniowy.

Zaletą głowicy do wielobiegunowego magnesowania według wynalazku jest możliwość namagnesowania płaskich magnesów trwałych o złożonym rozkładzie biegunów w układzie tablicy dwuwymiarowej [i, j] na płaszczyźnie xy, gdzie i oznacza liczbę biegunów w kierunku x a j to liczba biegunów w kierunku y .

Głowica do wielobiegunowego magnesowania według wynalazku pozwala namagnesować magnes trwały, znajdujący zastosowanie w elektrycznych silnikach liniowych o ruchu złożonym. Ruch złożony w takich silnikach umożliwia przesuw elementu wykonawczego w kierunku: x, y, oraz obrót wokół własnej osi.

Sposób wytwarzania głowicy do wielobiegunowego magnesowania magnesu płaskiego według wynalazku polega na tym, że wykonuje się segmenty z materiału niemagnetycznego lub ferromagnetycznego. W każdym segmencie wycina się bieguny, które uzwaja się tak, żeby cewki na sąsiednich biegunach wytwarzały przeciwnie skierowany strumień magnetyczny. Uzwojone segmenty w liczbie co najmniej dwóch łączy się ze sobą tworząc karkas. Uzwojenia między segmentami łączy się w szePL 221 001 B1 reg uzyskując dwa wyprowadzenia zasilające. Głowica do wielobiegunowego magnesowania składa się z dwóch tak wykonanych karkasów. W celu zapewnienia odpowiedniej wytrzymałości mechanicznej karkasów, każdy z nich umieszcza się w oddzielnej identycznej obudowie i zalewa niemagnetyczną i nieprzewodzącą elektrycznie substancją utwardzającą. Tak wykonane elementy stanowią dwie główne części wielobiegunowej głowicy. Przed procesem magnesowania materiał magnetycznie twardy umieszcza się między obiema częściami, które stabilnie łączy się ze sobą.

Przedmiot wynalazku został przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia widok głowicy do wielobiegunowego magnesowania, fig. 2 budowę karkasu, fig. 3 sposób uzwajania segmentów karkasu, oraz sposób łączenia uzwojonych i połączonych segmentów, a fig. 4 karkas głowicy do wielobiegunowego magnesowania.

P r z y k ł a d I

Głowica do wielobiegunowego magnesowania według wynalazku składa się z dwóch identycznie wykonanych części 1, między którymi umieszcza się materiał magnetycznie twardy przeznaczony do namagnesowania 2. Niemagnetyczne śruby 3 pozwalają stabilnie połączyć obie części głowicy. Głowica jest połączona z urządzeniem magnesującym za pomocą wyprowadzeń zasilających 4.

Każda część głowicy zawiera karkas 5, który wykonano poprzez połączenie oddzielnie wykonanych czterech segmentów 6. W każdym segmencie wycięto cztery bieguny 7, na których nawinięto uzwojenia 8. Cewki na sąsiadujących biegunach 7 nawija się tak, aby wytwarzały przeciwnie skierowany strumień .magnetyczny. Pomiędzy segmentami 6 umieszczono niemagnetyczne przekładki 9. Segmenty 6 łączy się poprzez otwory montażowe 10 za pomocą śrub niemagnetycznych 11.

Tak wykonane karkasy 5 umieszczone są w obudowie i zalane niemagnetyczną i nieprzewodzącą elektrycznie żywicą. Następnie łączy się ze sobą dwie tak wykonane części 1 za pomocą śrub 3 otrzymując głowicę do magnesowania.

Elementy składowe karkasu 5 mogą być wykonane z materiału niemagnetycznego lub w celu zwiększenia wartości strumienia magnetycznego z materiału ferromagnetycznego takiego jak blachy elektrotechniczne czy dielektromagnetyk.

P r z y k ł a d II

Sposób wytwarzania głowicy do wielobiegunowego magnesowania magnesu płaskiego polega na tym, że wykonuje się cztery segmenty 6 z materiału niemagnetycznego, w każdym segmencie wycina się cztery bieguny 7, nawija się na nich uzwojenie 8 i łączy się ze sobą tworząc karkas 5. Cztery wyprowadzenia uzwojeń 8 łączy się w szereg uzyskując dwa wyprowadzenia elektryczne. Cztery 6 segmenty oddzielone przekładkami 9 łączy się w karkas 5 za pomocą niemagnetycznych śrub 11. Tak wykonany karkas umieszcza się w obudowie i zalewa się utwardzalną żywicą epoksydową otrzymując część 1 głowicy. Uzwojenia dwóch części 1 głowicy łączy się szeregowo ze sobą otrzymując wyprowadzenia 4 zasilane z urządzenia magnesującego. Pomiędzy dwiema częściami 1 umieszcza się materiał magnetycznie twardy 2 przeznaczony do magnesowania, po czym części te stabilnie łączy sie ze sobą przy pomocy śrub 3.

Claims (2)

1. Głowica do wielobiegunowego magnesowania magnesu płaskiego w kierunku prostopadłym do ich powierzchni przez grubość magnesu trwałego zawierająca dwie części, z których każda składa się z uzwojonego karkasu, obudowy i wyprowadzeń, znamienna tym, że każdy karkas (5) zawiera co najmniej dwa oddzielnie uzwojone segmenty (6) połączone ze sobą.

2. Sposób wytwarzania głowicy do wielobiegunowego magnesowania magnesu płaskiego polegający na uzwojeniu karkasów z materiału niemagnetycznego lub ferromagnetycznego, umieszczeniu ich w obudowie i zalaniu niemagnetyczną i nieprzewodzącą substancją utwardzalną, znamienny tym, że wykonuje się segmenty z materiału niemagnetycznego lub ferromagnetycznego, w każdym segmencie wycina się co najmniej dwa bieguny, na których to biegunach nawija się uzwojenia, następnie uzwojone segmenty w liczbie co najmniej dwóch łączy się ze sobą tworząc karkas, wyprowadzenia uzwojeń każdego z segmentów karkasu łączy się w szereg uzyskując dwa wyprowadzenia zasilające, następnie każdy z dwóch tak wykonanych karkasów umieszcza się w obudowie i zalewa niemagnetyczną i nieprzewodzącą substancją utwardzającą a przed procesem magnesowania pomiędzy obiema częściami głowicy umieszcza się materiał magnetycznie twardy, po czym części te stabilnie łączy się ze sobą.