PL221007B1 - Wielobiegunowy magnes pierścieniowy i sposób wytwarzania wielobiegunowego magnesu pierścieniowego - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest wielobiegunowy magnes pierścieniowy i sposób wytwarzania wielobiegunowego magnesu pierścieniowego.

Pierścieniowy magnes trwały według wynalazku o naprzemiennym wielobiegunowym promieniowym rozkładzie biegunów znajduje zastosowanie, między innymi, w silnikach liniowo-obrotowych.

Znane wielobiegunowe magnesy trwałe namagnesowane promieniowo mają bieguny magnetyczne rozmieszczone po obwodzie magnesu trwałego pos. I. W silnikach liniowo-obrotowych z magnesami trwałymi stosuje się magnesy o naprzemiennym rozkładzie biegunów na obwodzie i długości walcowego elementu ruchomego silnika. Dotychczas rozkład ten otrzymywano poprzez łączenie dwubiegunowych magnesów trwałych lub wielobiegunowych magnesów pierścieniowych.

Znany jest wielobiegunowy magnes trwały według patentu japońskiego JPH053115 składający się z łączonych ze sobą magnesów trwałych dwubiegunowych. Magnesy dwubiegunowe są wycinkami pierścienia namagnesowanymi promieniowo. Namagnesowanie tworzy na wewnętrznej powierzchni wycinka np. biegun północny natomiast na wewnętrznej powierzchni wycinka odpowiednio południowy. Magnesy te łączy się następnie w kierunku osiowym w grubszy wycinek pierścienia namagnesowany naprzemiennie na zewnętrznej powierzchni wycinka oraz o przeciwnej biegunowości na wewnętrznej powierzchni wycinka. Tak wykonane magnesy łączy się ze sobą tworząc tuleję. Magnesy będące wycinkami pierścienia łączy się obwodowo w dwojaki sposób: w pierwszym przypadku łączy się je tymi samymi biegunami magnetycznymi, lub w drugim przypadku przeciwnymi biegunami magnetycznymi. W pierwszym przypadku zostanie utworzony magnes trwały wielobiegunowy o zmieniającej się biegunowości osiowo, natomiast w drugim przypadku utworzony jest magnes trwały wielobiegunowy o zmieniającej się biegunowości osiowo, jak i również obwodowo.

Wielobiegunowy magnes pierścieniowy według wynalazku stanowi jednolity komponent namagnesowany promieniowo, który posiada naprzemienny rozkład biegunów magnetycznych N S na obwodzie i długości w całej swej objętości. Ilość biegunów na powierzchni zewnętrznej i powierzchni wewnętrznej magnesu pierścieniowego wynosi co najmniej dwa bieguny na obwodzie i dwa bieguny na długości. Odpowiadające sobie bieguny są przeciwnej biegunowości.

Zaletą magnesu trwałego według wynalazku jest to, że stanowi jednolity komponent. Pozwala to zmniejszyć ilość połączeń klejonych, co zwiększa wytrzymałość mechaniczną magnesu trwałego. Mniejsza ilość magnesów sprawia, iż proces produkcji silników liniowo-obrotowych jest szybszy i prostszy, co jest korzystne gdyż pozwala zmniejszyć koszt wykonania urządzenia.

Sposób wytwarzania wielobiegunowego pierścieniowego magnesu trwałego według wynalazku polega na tym, że pierścieniową wypraskę z materiału magnetycznie twardego po procesie utwardzania lub spiekania, umieszcza się w głowicy magnesującej i magnesuje się w kierunku promieniowym, tak aby w całej objętości pierścieniowego magnesu trwałego uzyskać naprzemienny rozkład biegunów na jego obwodzie i długości. Ten proces magnesowania przeprowadza się w jednym etapie.

Sposób magnesowania magnesu trwałego pozwala zastąpić rozwiązania, w których dotychczas oczekiwany rozkład biegunów magnetycznych N S na obwodzie i długości uzyskiwano poprzez łączenie dwubiegunowych magnesów trwałych. W jednym procesie magnesowania otrzymuje się magnes trwały o naprzemiennym rozkładzie biegunów na obwodzie i długości, co jest korzystne, gdyż eliminuje proces sklejania pojedynczych dwubiegunowych magnesów lub wielobiegunowych magnesów pierścieniowych o rozkładzie biegunów tylko na obwodzie.

Przedmiot wynalazku przedstawiono na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia namagnesowany pierścieniowo magnes trwały.

P r z y k ł a d I

Wielobiegunowy magnes pierścieniowy zbudowany jest z jednolitej pierścieniowej utwardzonej termicznie wypraski 1 posiada 36 biegunów na powierzchni zewnętrznej i oraz 36 biegunów na powierzchni wewnętrznej 2. Bieguny magnetyczne na każdej z powierzchni rozmieszone są naprzemiennie w układzie, w którym jest 12 biegunów na obwodzie i 3 na długości. Przy czym odpowiadające sobie bieguny 3 i 4 są przeciwnej biegunowości.

P r z y k ł a d II

Sposób wytwarzania wielobiegunowego pierścieniowego magnesu trwałego polega na tym, że 97,5% wag. proszku magnetycznego ze stopu Nd-Fe-B o remanencji B_r = 888 mT, koercji indukcji magnetycznej H_cB = 515 kA/m, koercji polaryzacji magnetycznej H_cJ = 750 kA/m i maksymalnej ₃ gęstości energii magnetycznej (BH)_max = 121 kJ/m miesza się z proszkową żywicą epoksydową

PL 221 007 B1 o zawartości 2,5% wag. prasuje się ciśnieniem 900 MPa w matrycy o kształcie tulei o wymiarach dostosowanych do wymiarów potrzebnego magnesu. Po sprasowaniu otrzymaną tulejkę poddaje się procesowi utwardzania termicznego w temperaturze 200°C, a następnie umieszcza się ją w głowicy magnesującej wyposażonej w uzwojenia zasilane z magneśnicy impulsowej, wytwarzającej pole magnetyczne o kierunku promieniowym w pojedynczym biegunie o natężeniu pola wynoszącym co najmniej Hs = 1600 kA/m.

Dzięki magnesowaniu w kierunku promieniowym w tulei wytwarza się układ biegunów magnetycznych N 3 i S 4 po zewnętrznej i wewnętrznej strome tulei.

Claims (2)

1. Wielobiegunowy magnes pierścieniowy posiadający naprzemienny rozkład biegunów na obwodzie i długości, znamienny tym, że stanowi jednolity komponent namagnesowany promieniowo, który posiada naprzemienny rozkład biegunów magnetycznych N S na obwodzie i długości w całej swej objętości, przy czym ilość biegunów na powierzchni zewnętrznej (1) i powierzchni wewnętrznej (2) wynosi co najmniej dwa bieguny na obwodzie i dwa bieguny na długości, a odpowiadające sobie bieguny (3 i 4) są przeciwnej biegunowości.

2. Sposób wytwarzania wielobiegunowego pierścieniowego magnesu trwałego polegający na tym, że sprasowany materiał magnetycznie twardy po procesie utwardzania lub spiekania magnesuje się w głowicy magnesującej zasilanej z magneśnicy impulsowej, znamienny tym, że pierścieniową wypraskę z materiału magnetycznie twardego utwardza się lub spieka, a następnie umieszcza się ją w głowicy magnesującej o określonej konfiguracji biegunów magnetycznych i magnesuje się w kierunku promieniowym przy określonej wartości natężenia pola magnetycznego, tak aby w całej objętości pierścieniowego magnesu trwałego uzyskać naprzemienny rozkład biegunów na jego obwodzie i długości, przy czym magnesowanie prowadzi się w jednym etapie.