CN103971878B - 充磁*** - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种充磁***，包括对称布置的第一永磁体组和第二永磁体组，第一永磁体组和第二永磁体组的充磁方向相反，且二者相对中部设置有具有充磁空气隙的聚磁头。第一永磁体组和第二永磁体组对称布置，通过在二者之间设置聚磁头，聚磁头将磁场聚集到空气隙之间，使得第一永磁体组和第二永磁体组在二者的中部出现强磁场。第一永磁体组和第二永磁体组分别由充磁方向呈顺时针或逆时针方向排列的多块永磁体组成。由于第一永磁体组和第二永磁体组充磁方向相反，使得二者分别成顺时针和逆时针相对布置的两部分结构，从而在聚磁头位置产生聚集于工作区域的强磁场。

Description

充磁***

技术领域

本发明涉及充磁磁路技术领域，更具体地说，涉及一种充磁***。

背景技术

永磁体在长期的工作过程中不会消耗其他能源，产生的磁场与众多物理现象相关，并且能够穿透大部分物质，因而用途广泛。永磁体工作在永磁磁路中，除了永磁体以外，永磁磁路还包括极靴和空气隙。在永磁磁路中，永磁体提供磁源，极靴起到传导聚集磁源的作用，空气隙则是工作区域。目前永磁磁路是设计矿石磁选机，永磁起重机，永磁吸盘等设备的关键技术。

目前市场上充磁机主要是脉冲充磁机，脉冲充磁机由高压油浸电容器，可控硅及控制电路组成。在充磁过程中，温度将直接影响磁饱和充磁元件寿命，需要有强迫风冷，水冷等冷却措施；充磁机电容器工作时脉冲电流峰值极高，对电容器耐受冲击电流的性能要求很高；瞬间电流产生的强脉冲磁场对周围环境产生影响，也可能对电网会造成冲击；人员操作不当会造成触电危险。

因此，如何提高充磁***的稳定性和安全性，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种充磁***，以实现提高充磁***的稳定性和安全性。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种充磁***，包括对称布置的第一永磁体组和第二永磁体组，所述第一永磁体组和所述第二永磁体组的充磁方向相反，且二者相对中部设置有具有充磁空气隙的聚磁头；

所述第一永磁体组和第二永磁体组分别由充磁方向呈顺时针或逆时针方向排列的多块永磁体组成。

优选地，在上述充磁***中，所述第一永磁体组包括充磁方向向下的内层永磁体组和充磁方向向上的外层永磁体组，所述外层永磁体组的顶部永磁体的充磁头部向所述内层永磁体组倾斜，所述外层永磁体组的底部永磁体的充磁尾部向所述内层永磁体组倾斜。

优选地，在上述充磁***中，所述内层永磁体组包括分别位于所述聚磁头上方的第一永磁块和下方的第二永磁块，所述外层永磁体包括与所述第二永磁块并列布置的第三永磁块，叠设于所述第三永磁块上的第四永磁块、第五永磁块，以及与所述第一永磁块并列布置的第六永磁块。

优选地，在上述充磁***中，所述第一永磁块和所述第六永磁块充磁方向的夹角，以及所述第二永磁块和所述第三永磁体充磁方向的夹角均设置为120°-150°；所述第三永磁块和所述第四永磁块充磁方向的夹角，以及所述第五永磁块和所述第六永磁块充磁方向的夹角均设置为30°-60°。

优选地，在上述充磁***中，所述第一永磁块和所述第六永磁块充磁方向的夹角，以及所述第二永磁块和所述第三永磁体充磁方向的夹角均设置为135°；所述第三永磁块和所述第四永磁块充磁方向的夹角，以及所述第五永磁块和所述第六永磁块充磁方向的夹角均设置为45°。

优选地，在上述充磁***中，所述第一永磁体组和所述第二永磁体组均是由多个长方体永磁体叠设而成的永磁体组。

优选地，在上述充磁***中，所述聚磁头包括与所述第一永磁体相抵的上聚磁头和所述第二永磁体相抵的下聚磁头，所述上聚磁头和所述下聚磁头之间设置为中空的空气隙，以及架持所述上聚磁头和下聚磁头并与所述第四永磁块和第五永磁块相抵的第七永磁块；所述上聚磁头、所述下聚磁头和所述第七永磁块均为横截面为三角形的条形块结构。

优选地，在上述充磁***中，所述第七永磁体的矫顽力高于所述第一永磁块组的矫顽力。

优选地，在上述充磁***中，各个永磁块和所述聚磁头通过胶结或机械固定的方式拼接而成。

优选地，在上述充磁***中，所述第一永磁块组和所述第二永磁块组的顶部和底部分别设置有第一导磁板和第二导磁板。

优选地，在上述充磁***中，所述永磁块为钕铁硼永磁材料制备的永磁块。

优选地，在上述充磁***中，所述聚磁头为电工纯铁或低碳钢等导磁材料制备的聚磁头。

本发明提供的充磁***，包括对称布置的第一永磁体组和第二永磁体组，第一永磁体组和第二永磁体组的充磁方向相反，且二者相对中部设置有具有充磁空气隙的聚磁头。第一永磁体组和第二永磁体组对称布置，通过在二者之间设置聚磁头，聚磁头将磁场聚集到空气隙之间，使得第一永磁体组和第二永磁体组在二者的中部出现强磁场。第一永磁体组和第二永磁体组分别由充磁方向呈顺时针或逆时针方向排列的多块永磁体组成。由于第一永磁体组和第二永磁体组充磁方向相反，使得二者分别成顺时针和逆时针相对布置的两部分结构，两个永磁体组均是通过多块永磁体组成，通过将永磁体充磁方向的顺序排列，形成顺时针或逆时针结构，从而产生聚集于工作区域的强磁场。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的充磁***的磁路流向结构示意图；

图2为本发明提供的充磁***的整体结构示意图；

图3为图2中聚磁头位置的局部结构示意图；

图4为本发明提供的充磁***的磁化强度矢量分布图。

具体实施方式

本发明公开了一种充磁***，提高了充磁***的稳定性和安全性。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，图1为本发明提供的充磁***的磁路流向结构示意图；图2为本发明提供的充磁***的整体结构示意图；图3为图2中聚磁头位置的局部结构示意图；图4为本发明提供的充磁***的磁化强度矢量分布图。

本发明提供了一种充磁***，包括对称布置的第一永磁体组和第二永磁体组，第一永磁体组和第二永磁体组的充磁方向相反，且二者相对中部设置有具有充磁空气隙的聚磁头。第一永磁体组和第二永磁体组对称布置，通过在二者之间设置聚磁头，聚磁头将磁场聚集到空气隙之间，使得第一永磁体组和第二永磁体组在二者的中部出现强磁场。第一永磁体组和第二永磁体组分别由充磁方向呈顺时针或逆时针方向排列的多块永磁体组成。由于第一永磁体组和第二永磁体组充磁方向相反，使得二者分别成顺时针和逆时针相对布置的两部分结构，两个永磁体组均是通过多块永磁体组成，通过将永磁体充磁方向的顺序排列，形成顺时针或逆时针结构，从而产生聚集于工作区域的强磁场。

在本发明一具体实施例中，第一永磁体组包括充磁方向向下的内层永磁体组和充磁方向向上的外层永磁体组，外层永磁体组的顶部永磁体的充磁头部向内层永磁体组倾斜，外层永磁体组的底部永磁体的充磁尾部向内层永磁体组倾斜。第一永磁体组和第二永磁体组为对称布置结构，通过对第一永磁体组结构的介绍，可对应得到第二永磁体组的结构。第一永磁体组包括内层永磁体组和外层永磁体组，内外层的划分以是否靠近第二永磁体组进行区分，内层永磁体组充磁反向向下，充磁方向向外偏移后走向外层永磁体组，外层永磁体组在顶部向内层永磁体组偏移，从而构成一个充磁方向的闭合回路，充磁走向为顺时针。对应第二永磁体组为逆时针走向的永磁体组，第一永磁体组和第二永磁体组在中部接合位置集成为在空气隙内的充磁空间。

在本发明一具体实施例中，内层永磁体组包括分别位于聚磁头上方的第一永磁块1和下方的第二永磁块2，外层永磁体包括与第二永磁块并列布置的第三永磁块3，叠设于第三永磁块3上的第四永磁块4、第五永磁块5，以及与第一永磁块1并列布置的第六永磁块6。

针对第一永磁体组的磁流走向，本案提供了具体的永磁体布置方式。内层永磁体组的中部设置为聚磁头，内层永磁体组包括分别设置在聚磁头上方和下方的第一永磁块1和第二永磁块2，第一永磁块1和第二永磁块2的充磁方向均竖直向下。外层永磁体组与内层永磁体组相抵，自下至上包括第三永磁块3至第六永磁块6，各个永磁块均为横截面为正方向的永磁块，各个永磁块结构相同，为长方体结构，从而保证堆砌结构的稳定性。第一永磁块1与第六永磁块6并列布置，第二永磁块2和第三永磁块3并列布置，第四永磁块4和第五永磁块5的堆砌高度与聚磁头和空气隙的总体高度相同。

对应地，第二永磁体组同样包括内层永磁体和外层永磁体，包括与第一永磁块并列的第八永磁块8，与第二永磁块2并列布置的第九永磁块9，聚磁头同时支撑在第八永磁块8和第九永磁块9之间，第二永磁体组的外层永磁体包括叠设的第十永磁块10、第十一永磁块11、第十二永磁块12和第十三永磁块13。

在本发明一具体实施例中，第一永磁块1和第六永磁块6充磁方向的夹角，以及第二永磁块2和第三永磁体3充磁方向的夹角均设置为120°-150°；第三永磁块3和第四永磁块4充磁方向的夹角，以及第五永磁块5和第六永磁块6充磁方向的夹角均设置为30°-60°。第四永磁块4和第五永磁块5的充磁方向均竖直向上。为实现内层永磁体组和外层永磁体组之间的充磁走向实现自动闭合，第三永磁块3的充磁方向与第二永磁块2的充磁方向夹角设置为120°-150°，使得第二永磁块2内磁场射出后，可流向第三永磁块3的充磁方向流入第四永磁块4，构成充磁磁流。同样地，第五永磁块5的磁场经充磁方向流出后，由于第六永磁块6和第一永磁块1之间的充磁方向呈120°-150°，第五永磁块5的磁流可沿第六永磁块6的充磁方向偏移后流入第一永磁块1，形成充磁磁流。对应地，第三永磁块3和第四永磁块4、以及第五永磁块5和第六永磁块6之间的夹角设置为30°-60°，从而保证磁流正常的由第四永磁块4和第五永磁块5流入和流出，保证充磁磁路的正常形成。

在本发明一具体实施例中，第一永磁块1和第六永磁块6充磁方向的夹角，以及第二永磁块2和第三永磁体3充磁方向的夹角均设置为135°；第三永磁块3和第四永磁块4充磁方向的夹角，以及第五永磁块5和第六永磁块6充磁方向的夹角均设置为45°。

在本发明一具体实施例中，第一永磁体组和第二永磁体组均是由多个长方体永磁体叠设而成的永磁体组。第一永磁体组和第二永磁体组结构相同，均是由多个按预定磁流流向的长方体永磁块，保证堆砌结构的稳定性。第二永磁体组内各个永磁块与第一永磁体组内各个永磁块的充磁方向对称布置，同样构成稳定的磁流回路。

在本发明一具体实施例中，聚磁头包括与第一永磁体1相抵的上聚磁头15和第二永磁体2相抵的下聚磁头16，上聚磁头15和下聚磁头16之间设置为中空的空气隙19，以及架持上聚磁头15和下聚磁头16并与第四永磁块4和第五永磁块5相抵的第七永磁块7；上聚磁头15、下聚磁头16和第七永磁块7均为横截面为三角形的条形块结构。

对应地，与第二永磁体组还包括位于上聚磁头15和下聚磁头16之间的横截面为三角形条形结构的第十四永磁块14。上聚磁头15、下聚磁头16、第七永磁块7和第十四永磁块14拼接成正方体结构，四者的中部预留充磁的空气隙19。

第八永磁块8至第十四永磁块14之间各个永磁块之间的充磁方向的角度可参照第一永磁块1-第七永磁块7之间的角度设置，此处不再赘述。

在本实施例中，聚磁头部分包括充磁***厚度两侧的两部分，如图3中，聚磁头部分为内凹结构，如聚磁头部分21和聚磁头部分22所示，聚磁头和永磁块呈漏斗结构，从而利于将磁通聚集在空气隙19内，漏斗结构易于实现磁通的形成。

如4所示，图中矢量分布图通过有限元分析软件即可模拟分析，磁通包括顺时针方向的第一磁通矢量Ⅰ和逆时针方向的第二磁通矢量Ⅱ，二者在中部聚集，形成充磁区Ⅲ，磁通矢量的分布结构与对应位置永磁块充磁方向分布一致。

在本发明一具体实施例中，第七永磁体7的矫顽力高于第一永磁块组的矫顽力。

在本发明一具体实施例中，各个永磁块和聚磁头通过胶结或机械固定的方式拼接而成。永磁块由小型磁块通过胶结或机械固定的方式拼接而成，再通过胶结或者机械固定的方式组成所需要的磁路。

在本发明一具体实施例中，第一永磁块组和第二永磁块组的顶部和底部分别设置有第一导磁板17和第二导磁板18。通过设置导磁板，由导磁板将各个永磁块的磁力线聚集在两块导磁板之间，减少漏磁，从而提高充磁***的充磁能力。

在本发明一具体实施例中，永磁块为钕铁硼永磁材料制备的永磁块。

在本发明一具体实施例中，聚磁头为电工纯铁或低碳钢等导磁材料制备的聚磁头。当然，聚磁头也可以采用其他导磁材料，以实现聚磁效果。

本案通过将预定充磁流向的永磁块堆叠设置，形成具有顺时针和逆时针并列布置的两个闭合充磁结构，使得磁化强度矢量排列成两个相贴合的闭合回路，并迫使所有永磁体产生的绝大部分磁通聚集于工作区域，从而使得工作区域出现强磁场，并能够满足长时间持续工作。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种充磁***，其特征在于，包括对称布置的第一永磁体组和第二永磁体组，所述第一永磁体组和所述第二永磁体组的充磁方向相反，且二者相对中部设置有具有充磁空气隙的聚磁头；

所述第一永磁体组和第二永磁体组分别由充磁方向呈顺时针或逆时针方向排列的多块永磁体组成；

所述第一永磁体组包括充磁方向向下的内层永磁体组和充磁方向向上的外层永磁体组，所述外层永磁体组的顶部永磁体的充磁头部向所述内层永磁体组倾斜，所述外层永磁体组的底部永磁体的充磁尾部向所述内层永磁体组倾斜；

所述内层永磁体组包括分别位于所述聚磁头上方的第一永磁块和下方的第二永磁块，所述外层永磁体组包括与所述第二永磁块并列布置的第三永磁块，叠设于所述第三永磁块上的第四永磁块、第五永磁块，以及与所述第一永磁块并列布置的第六永磁块；

所述聚磁头包括与所述第一永磁块相抵的上聚磁头和所述第二永磁块相抵的下聚磁头，所述上聚磁头和所述下聚磁头之间设置为中空的空气隙，以及架持所述上聚磁头和下聚磁头并与所述第四永磁块和第五永磁块相抵的第七永磁块；所述上聚磁头、所述下聚磁头和所述第七永磁块均为横截面为三角形的条形块结构。

2.根据权利要求1所述充磁***，其特征在于，所述第一永磁块和所述第六永磁块充磁方向的夹角，以及所述第二永磁块和所述第三永磁块充磁方向的夹角均设置为120°-150°；所述第三永磁块和所述第四永磁块充磁方向的夹角，以及所述第五永磁块和所述第六永磁块充磁方向的夹角均设置为30°-60°。

3.根据权利要求2所述的充磁***，其特征在于，所述第一永磁块和所述第六永磁块充磁方向的夹角，以及所述第二永磁块和所述第三永磁块充磁方向的夹角均设置为135°；所述第三永磁块和所述第四永磁块充磁方向的夹角，以及所述第五永磁块和所述第六永磁块充磁方向的夹角均设置为45°。

4.根据权利要求1所述的充磁***，其特征在于，所述第一永磁体组和所述第二永磁体组均是由多个长方体永磁体叠设而成的永磁体组。

5.根据权利要求4所述的充磁***，其特征在于，所述第七永磁块的矫顽力高于所述第一永磁体组的矫顽力。

6.根据权利要求5所述的充磁***，其特征在于，各个永磁块和所述聚磁头通过胶结或机械固定的方式拼接而成。

7.根据权利要求1所述的充磁***，其特征在于，所述第一永磁体组和所述第二永磁体组的顶部和底部分别设置有第一导磁板和第二导磁板。

8.根据权利要求1所述的充磁***，其特征在于，所述永磁块为钕铁硼永磁材料制备的永磁块。

9.根据权利要求1所述的充磁***，其特征在于，所述聚磁头为电工纯铁或低碳钢制备的聚磁头。