RU2678432C1 - Индуктор для многополюсного аксиального намагничивания кольцевых постоянных магнитов - Google Patents
Индуктор для многополюсного аксиального намагничивания кольцевых постоянных магнитов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2678432C1 RU2678432C1 RU2017145001A RU2017145001A RU2678432C1 RU 2678432 C1 RU2678432 C1 RU 2678432C1 RU 2017145001 A RU2017145001 A RU 2017145001A RU 2017145001 A RU2017145001 A RU 2017145001A RU 2678432 C1 RU2678432 C1 RU 2678432C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- plates
- conductive
- sections
- inductor
- conductive sections
- Prior art date
Links
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 title claims abstract description 20
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 claims abstract description 3
- 230000005405 multipole Effects 0.000 claims description 8
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 claims description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 abstract description 2
- 230000004308 accommodation Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 7
- 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 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 4
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 3
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005520 electrodynamics Effects 0.000 description 1
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 1
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 description 1
- -1 for example Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 229910001172 neodymium magnet Inorganic materials 0.000 description 1
- AJCDFVKYMIUXCR-UHFFFAOYSA-N oxobarium;oxo(oxoferriooxy)iron Chemical compound [Ba]=O.O=[Fe]O[Fe]=O.O=[Fe]O[Fe]=O.O=[Fe]O[Fe]=O.O=[Fe]O[Fe]=O.O=[Fe]O[Fe]=O.O=[Fe]O[Fe]=O AJCDFVKYMIUXCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 230000003313 weakening effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F13/00—Apparatus or processes for magnetising or demagnetising
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Coils Or Transformers For Communication (AREA)
Abstract
Изобретение относится к электротехнике. Технический результат состоит в повышении величины концентрированного магнитного поля в рабочей зоне индуктора и повышении производительности и сроков службы индуктора. Индуктор для многополюсного аксиального намагничивания кольцевых постоянных магнитов состоит из пакета с четным числом токопроводящих пластин с высокой электропроводностью, закрепленных между двумя диэлектрическими блоками с помощью болтового соединения через диэлектрические прокладки с зазором для размещения держателя с намагничиваемым магнитом. Пластины в пакете соединены электрически последовательно между собой с помощью электропроводящего контактного кольца и имеют выводы на крайних пластинах для подключения к импульсному источнику питания. Каждая из пластин образует замкнутый контур, состоящий из зигзагообразных и радиальных токопроводящих участков, повторяющих соответственно форму полюсов и границ между полюсами намагничиваемого магнита. Наружные части зигзагообразных токопроводящих участков пластин имеют развитую поверхность по внешнему периметру и разделены между собой воздушными зазорами. Радиальные токопроводящие участки расположены в плоскости в осевом направлении. 4 з.п. ф-лы, 5 ил.
Description
Изобретение относится к области электротехники, а именно: к устройствам для намагничивания многополюсных постоянных магнитов кольцевой формы для дисковых роторов электрических машин [Нестерин В.А. Оборудование для импульсного намагничивания и контроля постоянных магнитов. М.: Энергоатомиздат, 1986. С. 21].
Известно устройство для намагничивания многополюсных редкоземельных постоянных магнитов, содержащее опорный элемент для размещения постоянного магнита, электропроводящие трубчатые проводники в виде катушки, смонтированные на опорном элементе по отношению к магниту таким образом, что при протекании по трубчатым проводникам электрического тока, создается магнитное поле, достаточное для намагничивания постоянного магнита по всему его объему; устройство импульсного тока для питания трубчатых проводников для создания намагничивающего поля, а также средство обеспечения циркуляции охлаждающей жидкости через трубчатые проводники для ограничения накопления тепла в обмотке при протекании электрического тока [патент США US 5852393 А приоритет от 22. 12. 1998].
Недостатками известного устройства являются: 1) применение системы жидкостного охлаждения для прокачки охлаждающей жидкости через трубчатые электро-проводники, приводящее к усложнению конструкции и повышению требований к надежности намагничивающего устройства; 2) ограничение минимального размера наружного диаметра намагничиваемого магнита, связанное со сложностью размещения трубчатых проводников в пазах опорного элемента; 3) достаточно широкая зона перехода между полюсами на торцевых поверхностях намагниченного магнита, определяемая поперечным размером трубчатого проводника.
Известно также устройство для реверсивного намагничивания многополюсных кольцевых постоянных магнитов чередующейся полярности, содержащее индуктор с обмоткой для двухполюсного намагничивания и индуктор для многополюсного намагничивания с обмотками, соединенными между собой так, что на его намагничивающих полюсах образуется чередующаяся полярность магнитного поля, и источник импульсного тока, в котором площади поперечного сечения соседних намагничивающих полюсов индуктора для многополюсного намагничивания имеют соотношение 1:1,2, рабочие зазоры обоих индукторов соединены между собой прямым каналом с поперечным сечением, соответствующим размерам намагничиваемых многополюсных кольцевых постоянных магнитов чередующейся полярности и выполненным из неэлектропроводного и немагнитного материала, при этом намагничивающие обмотки обоих индукторов соединены последовательно и подключены к общему источнику импульсного тока, а полярность противолежащих полюсов индуктора для многополюсного намагничивания обратна полярности намагничивающих полюсов индуктора для двухполюсного намагничивания [патент РФ 2222843 приоритет 21.11.2001].
Недостатками известного устройства является: 1) необходимость намагничивания постоянного магнита за два раза с целью получения требуемой конфигурации полюсов, что приводит к усложнению конструкции и возможной необходимости изменения соотношения площади сечения соседних намагничивающих полюсов при изменениях размеров магнита (диаметр, высота) и материала (ЮНДК, феррит бария, РЗМ-Со или NdFeB); 2) высокая вероятность того, что при намагничивании в индукторе для многополюсного намагничивания не произойдет полное перемагничивание (до технического насыщения) всего объема магнита на участках, намагниченных в индукторе для двухполюсного намагничивания и имеющих встречную полярность, т.к. для перемагничивания ранее намагниченного магнита необходимо магнитное поле, в 2-3 раза превышающее величину магнитного поля, необходимого для намагничивания магнита «с нуля» до состояния технического насыщения.
По совокупности сходных существенных признаков наиболее близким к заявленному изобретению является индуктор для намагничивания постоянных магнитов, содержащий установленные в диэлектрическом блоке с зазором для размещения намагничиваемого магнита две токопроводящие пластины с высокой электропроводностью, каждая из которых своими токопроводящими участками образует замкнутый контур с выводами для подключения к импульсному источнику питания, токопроводящие участки центральной части пластин выполнены зигзагообразными, повторяющими своими наружными и внутренними участками форму полюсов на торцевых поверхностях намагничиваемого магнита, а радиальными (наклонными) участками - форму границы между полюсами [А. с.СССР 966759 приоритет 29.04.1981].
Недостатками известного устройства, выбранного в качестве прототипа заявленного изобретения, являются: 1) наружные вершины одной из зигзагообразных пластин расположены напротив внутренних вершин другой пластины, тем самым в обеих пластинах имеются образованные наклонными участками пластин контуры в виде секторов, у которых чередуется отсутствие внешних вершин, что приводит к неравномерности магнитного поля в области полюса постоянного магнита с его ослаблением на участках, находящихся напротив отсутствующей наружной вершины зигзагообразной пластины; 2) намагничивание до технического насыщения всего объема постоянного магнита требует увеличения тока индуктора, что приводит к его быстрому нагреву; 3) ограничение по размерам намагничиваемого магнита в сторону увеличения его наружного диаметра, связанное с невозможностью получения магнитного поля необходимой величины по всему объему магнита; 4) отсутствие системы охлаждения приводит к быстрому нагреву индуктора за счет электрических потерь и к его низкой производительности.
Перед заявленным изобретением была поставлена задача устранения указанных недостатков путем повышения величины магнитного поля в рабочей зоне индуктора и конструктивного обеспечения его принудительного воздушного охлаждения
Поставленная задача решается тем, что предложен индуктор для многополюсного аксиального намагничивания кольцевых постоянных магнитов, содержащий установленные в диэлектрическом блоке с зазором для размещения держателя с намагничиваемым магнитом две токопроводящие пластины с высокой электропроводностью, каждая из которых своими токопроводящими участками образует замкнутый контур с выводами для подключения к импульсному источнику питания. Токопроводящие участки центральной части пластин выполнены зигзагообразными, повторяющими своими наружными и внутренними участками форму полюсов на торцевых поверхностях намагничиваемого магнита, а радиальными участками - форму границы между полюсами.
Новым в предложенном устройстве является то, что токопроводящие пластины с высокой электропроводностью выполнены в виде пакета из четного числа пластин, соединенных электрически последовательно между собой с помощью электропроводящего контактного кольца, разделенных диэлектрическими тонкими прокладками, закрепленных между двумя диэлектрическими блоками болтовым соединением и подключенных к импульсному источнику питания через выводы от крайних пластин пакетов. Наружные токопроводящие участки пластин разделены между собой воздушными зазорами для принудительного отвода тепла от радиальных токопроводящих участков, расположенных в плоскости в осевом направлении.
Целесообразно, чтобы в заявленном индукторе наружные токопроводящие участки одной из смежных пластин были расположены напротив внутренних токопроводящих участков другой пластины и совпадали с наружным токопроводящим участком следующей за смежной пластины.
Целесообразно, чтобы в заявленном индукторе наружные зигзагообразные токопроводящие участки в пластинах имели развитые участки поверхности, не связанные в других местах электрически между собой иначе, как через радиальные токопроводящие участки пластин.
Целесообразно, чтобы в заявленном индукторе зигзагообразные токопроводящие участки в пластинах были расположены со смещением от оси симметрии пластины с образованием чередующихся выступающих участков пластин с воздушными промежутками между ними на боковых гранях индуктора.
Целесообразно, чтобы в заявленном индукторе пространство внутри токопроводящих участков пластин было заполнено вставками из диэлектрического материала.
Технический результат заявленного изобретения состоит в повышении величины концентрированного магнитного поля в рабочей зоне индуктора, что позволяет намагничивать до технического насыщения магниты с большим наружным диаметром, а также в повышении производительности и сроков службы индуктора за счет конструкции, обеспечивающей принудительное воздушное охлаждение и уменьшающей влияние нагрева индуктора в процессе намагничивания.
На фиг. 1 представлена пластина с высокой электропроводностью.
На фиг. 2 представлен общий вид намагничиваемого многополюсного кольцевого постоянного магнита.
На фиг. 3 представлен общий вид индуктора.
На фиг. 4 представлена зависимость изменения индукции на торцевой поверхности магнита в центре его полюсов от величины напряжения импульсного источника тока.
На фиг. 5 представлена картина магнитного поля намагниченного магнита на индикаторной пленке.
Предложенный индуктор для многополюсного аксиального намагничивания кольцевых постоянных магнитов содержит пластины 1 с высокой электропроводностью (см. фиг. 1), которые образуют зигзагообразный контур, повторяющий в центральной части своими радиальными участками 2 и внутренней частью наружных токопроводящих участков пластин 3 границу полюсов на торцевой поверхности 4 намагничиваемого многополюсного кольцевого постоянного магнита 5 (см. фиг. 2). Наружные токопроводящие участки пластин 3 имеют развитую поверхность 6 и разделены между собой воздушными зазорами 7. Развитая поверхность наружных токопроводящих участков пластин 6 обеспечивает отвод тепла от радиальных токопроводящих участков пластин 2 с последующим принудительным рассеиванием в окружающую среду. Пространство внутри токопроводящих участков пластин заполнено вставками 8 из диэлектрического материала, например, стеклотекстолита, предотвращающей смещение радиальных токопроводящих участков 2 под воздействием электродинамических усилий при протекании по ним импульсного тока. Индуктор (см. фиг. 3) собирается в пакет 9 из 2 (1+n) пластин 1, разделенных между собой тонкой диэлектрической прокладкой 10, и соединенных электрически последовательно через электропроводящее контактное кольцо 11. Крайние пластины индуктора имеют выводы 12 для присоединения к силовым выводам высоковольтного импульсного источника тока (на чертеже не показан). Пакет пластин 9 разделен на две части на расстояние, определяемое высотой намагничиваемого магнита 5. Обе части пластин электрически соединены между собой. Электрическое соединение выполнено так, что в радиальных токопроводящих участках пластин 2, расположенных в осевом направлении в одной плоскости и в радиусных токопроводящих участках, расположенных в осевом направлении в одном секторе 13, ток протекает в одном направлении. Пакет 9 пластин индуктора установлен между диэлектрическими блоками 14 и скреплен болтовым соединением 15, обеспечивающим прижатие пластин 1 и надежный электрический контакт. Индуктор работает следующим образом.
Кольцевой магнит 5 устанавливается в держатель 16 и перемещается в рабочую зону между двумя частями пакета 9 из токопроводящих пластин 1. При пропускании импульсного тока в рабочем зазоре индуктора создается в аксиальном направлении разнонаправленное магнитное поле с конфигурацией каждого полюса, соответствующей форме, определяемой наружными 3 и радиальными 2 токопроводящими участками пластин. Намагничиваемые части магнита 5 имеют на торцевых поверхностях 4 ту же форму полюсов, что и у пространства, ограниченного наружными 3 и радиальными 2 токопроводящими участками пластин, в котором и образуется концентрированное магнитное поле при протекании импульсного тока. При намагничивании постоянного магнита важным является достижение состояния технического насыщения материала магнита. Косвенный контроль этого проводится измерением магнитной индукции в заданной точке на поверхности магнита при изменении величины намагничивающего поля. На фиг. 4 показана зависимость изменения индукции на торцевой поверхности магнита в центре полюсов N и S от тока (величина магнитного поля в рабочей зоне индуктора пропорциональна величине заряда емкостного накопителя энергии импульсного источника тока). На фиг. 5 приведена картина магнитного поля намагниченного магнита на индикаторной пленке, отображающая форму его полюсов.
Claims (5)
1. Индуктор для многополюсного аксиального намагничивания кольцевых постоянных магнитов, содержащий установленные в диэлектрическом блоке с зазором для размещения держателя с намагничиваемым магнитом две токопроводящие пластины с высокой электропроводностью, каждая из которых своими токопроводящими участками образует замкнутый контур с выводами для подключения к импульсному источнику питания, токопроводящие участки центральной части пластин выполнены зигзагообразными, повторяющими своими наружными и внутренними участками форму полюсов на торцевых поверхностях намагничиваемого магнита, а радиальными участками - форму границы между полюсами, отличающийся тем, что токопроводящие пластины с высокой электропроводностью выполнены в виде пакета из четного числа пластин, соединенных электрически последовательно между собой с помощью электропроводящего контактного кольца, разделенных диэлектрическими тонкими прокладками, закрепленных между двумя диэлектрическими блоками болтовым соединением и подключенных к импульсному источнику питания через выводы от крайних пластин пакетов, наружные токопроводящие участки которых разделены между собой воздушными зазорами для принудительного отвода тепла от радиальных токопроводящих участков, расположенных в плоскости в осевом направлении.
2. Индуктор по п. 1, отличающийся тем, что наружные токопроводящие участки одной из смежных пластин расположены напротив внутренних токопроводящих участков другой пластины и совпадают с наружным токопроводящим участком следующей за смежной пластины.
3. Индуктор по п. 1, отличающийся тем, что наружные зигзагообразные токопроводящие участки в пластинах имеют развитые участки поверхности пластины, не связанные в других местах электрически между собой иначе, как через радиальные токопроводящие участки пластин.
4. Индуктор по п. 1, отличающийся тем, что зигзагообразные токопроводящие участки в пластинах расположены со смещением от оси симметрии пластины с образованием чередующихся выступающих участков пластин с воздушными промежутками между ними на боковых гранях индуктора.
5. Индуктор по п. 1, отличающийся тем, что пространство внутри токопроводящих участков пластин заполнено вставками из диэлектрического материала.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017145001A RU2678432C1 (ru) | 2017-12-20 | 2017-12-20 | Индуктор для многополюсного аксиального намагничивания кольцевых постоянных магнитов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017145001A RU2678432C1 (ru) | 2017-12-20 | 2017-12-20 | Индуктор для многополюсного аксиального намагничивания кольцевых постоянных магнитов |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2678432C1 true RU2678432C1 (ru) | 2019-01-29 |
Family
ID=65273395
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017145001A RU2678432C1 (ru) | 2017-12-20 | 2017-12-20 | Индуктор для многополюсного аксиального намагничивания кольцевых постоянных магнитов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2678432C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110136919A (zh) * | 2019-06-11 | 2019-08-16 | 宁波兴隆磁性技术有限公司 | 轴向多极充磁设备 |
RU2746269C1 (ru) * | 2020-09-09 | 2021-04-12 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт электрофизики Уральского отделения Российской академии наук | Одновитковый индуктор сильного аксиального магнитного поля (варианты) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1557592A1 (ru) * | 1988-07-18 | 1990-04-15 | Предприятие П/Я В-2962 | Индуктор дл многополюсного намагничивани магнитов |
SU1597942A2 (ru) * | 1988-12-26 | 1990-10-07 | Всесоюзный Научно-Исследовательский, Проектно-Конструкторский И Технологический Институт Релестроения | Индуктор |
RU2217828C2 (ru) * | 2001-05-28 | 2003-11-27 | ОАО "Научно-производственное объединение "Магнетон" | Способ реверсивного намагничивания многополюсных постоянных магнитов и магнитных систем |
US8760250B2 (en) * | 2009-06-02 | 2014-06-24 | Correlated Magnetics Rsearch, LLC. | System and method for energy generation |
-
2017
- 2017-12-20 RU RU2017145001A patent/RU2678432C1/ru active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1557592A1 (ru) * | 1988-07-18 | 1990-04-15 | Предприятие П/Я В-2962 | Индуктор дл многополюсного намагничивани магнитов |
SU1597942A2 (ru) * | 1988-12-26 | 1990-10-07 | Всесоюзный Научно-Исследовательский, Проектно-Конструкторский И Технологический Институт Релестроения | Индуктор |
RU2217828C2 (ru) * | 2001-05-28 | 2003-11-27 | ОАО "Научно-производственное объединение "Магнетон" | Способ реверсивного намагничивания многополюсных постоянных магнитов и магнитных систем |
US8760250B2 (en) * | 2009-06-02 | 2014-06-24 | Correlated Magnetics Rsearch, LLC. | System and method for energy generation |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110136919A (zh) * | 2019-06-11 | 2019-08-16 | 宁波兴隆磁性技术有限公司 | 轴向多极充磁设备 |
CN110136919B (zh) * | 2019-06-11 | 2024-01-30 | 宁波兴隆磁性技术有限公司 | 轴向多极充磁设备 |
RU2746269C1 (ru) * | 2020-09-09 | 2021-04-12 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт электрофизики Уральского отделения Российской академии наук | Одновитковый индуктор сильного аксиального магнитного поля (варианты) |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3230406A (en) | High frequency electromechanical generator | |
EP2987228A2 (en) | Permanent magnet linear motors | |
RU2678432C1 (ru) | Индуктор для многополюсного аксиального намагничивания кольцевых постоянных магнитов | |
US3427482A (en) | Apparatus for generating an electric current in a superconductive coil | |
US3335377A (en) | Method and apparatus for magnetizing permanent-magnet rotors for synchronous reaction motors | |
CN109921592B (zh) | 一种适用于模块化生产的混合励磁电机转子结构 | |
US3590293A (en) | Dynamoelectric machine having a stationary assembly of the permanent magnet type | |
US4737753A (en) | Multipolar magnetization device | |
CN114023527B (zh) | 一种基于磁化线圈的多极磁化方法 | |
RU2538377C2 (ru) | Погружной линейный электродвигатель | |
CN112823466B (zh) | 磁化装置、磁化方法以及马达的制造方法 | |
US3518474A (en) | Homopolar generators | |
EP3324418B1 (en) | Fast pulse magnetizing apparatus | |
RU213611U1 (ru) | Ротор электродвигателя | |
US3731242A (en) | Method of forming plural strip-shaped magnetic poles | |
CN112201430A (zh) | 径向取向的柱状或环状烧结四极磁体及其充磁方法 | |
US3474368A (en) | Magnet charging fixture | |
KR20170046670A (ko) | 자성강체 어셈블리 | |
KR102594621B1 (ko) | 착자 시스템 및 착자 방법 | |
RU2222843C2 (ru) | Устройство для реверсивного намагничивания многополюсных магнитов | |
CN212278089U (zh) | 定子双分区混合永磁记忆电机 | |
CN113612366B (zh) | 一种抑制扭矩波动的开槽筒式永磁涡流联轴器 | |
RU2543512C1 (ru) | Линейный электродвигатель | |
SU1631615A1 (ru) | Индуктор дл импульсного многополюсного намагничивани кольцевых цилиндрических посто нных магнитов в радиальном направлении | |
RU2507666C1 (ru) | Индукторная электрическая машина |