CN108010658B - 一种径向四极高精度正弦充磁夹具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了径向四极正弦充磁夹具，其包括：充磁工装和接线端子，充磁工装承载待充磁产品，对待充磁产品进行径向四极充磁，并使得产品外周面表磁分布为高精度正弦波形；接线端子连接充磁组件及电源。本方案提供的径向四极正弦充磁夹具，可以对粘接铁氧体磁环或粘接钕铁硼磁环进行充磁，能够实现产品外周面表磁分布为正弦波。

Description

一种径向四极高精度正弦充磁夹具

技术领域

本发明涉及一种加工设备，具体涉及一种充磁夹具。

背景技术

目前，磁性材料的应用领域非常广泛，不同应用的磁路设计不尽相同，所用的磁体形状和充磁方向也各个不相同，磁体形状主要有：柱形、环形、方形、瓦形，充磁方向沿轴向和径向比较普遍。

在牵涉到一具体的应用，一款汽车用高精度传感器需要外周面表磁呈现标准正弦波分布的四极充磁圆环状磁体，可实现精准测量的功能。

但实际生产中，进行径向四极充磁时的波形为方波或三角形波形，无法实现产品外周面表磁分布为高精度的正弦波形，不能满足具体应用的需求。

发明内容

针对现有径向四极充磁方案无法实现产品外周面表磁分布为正弦波的问题，需要一种新的充磁方案。

为此，本发明所要解决的技术问题是提供一种径向四极正弦充磁夹具，以实现产品外周面表磁分布为高精度正弦波形。

为了解决上述技术问题，本发明提供的径向四极正弦充磁夹具主要包括：

充磁工装，所述充磁工装承载待充磁产品，对待充磁产品进行径向四极充磁，并使得产品外周面表磁分布为高精度正弦波形；

接线端子，所述接线端子连接充磁组件及电源。

在本方案中，所述充磁工装包括：

极头部分，所述极头部分承载待充磁产品，并对待充磁产品产生4极垂直于产品外周方向的辐射磁场，该磁场作为外充磁场，将产品外周磁化，并配合修正铁芯，使产品着磁后外周面表磁呈正弦波分布；

推出部分，所述推出部分与极头部分配合设置，用于将完成充磁产品推出极头部分。

在本方案中，所述极头部分包括外充铁芯、外充绕线组、修正铁芯及填充树脂；所述外充铁芯上绕外充绕线组，形成外充磁单元；所述修正铁芯上不绕线，并穿设在外充铁芯中，修正铁芯与外充铁芯之间配合围成充磁有效区域，以用于安置待充磁产品；所述填充树脂对相配合的外充铁芯和修正铁芯进行封装。

在本方案中，所述极头部分中还包括非导磁外壳和端盖。

在本方案中，所述外充绕线组的进线端外接电源正极，所述外充绕线组的出线端外接电源负极。

在本方案中，所述外充绕线组绕Φ2.0铜线，共2匝。

在本方案中，所述修正铁芯外形为四爪形，以修正外充铁芯产生的磁场。

在本方案中，所述推出部分包括垫块、若干顶杆、推出板及推出垫板，所述垫块位于修正铁芯与外充铁芯之间配合围成的充磁有效区域，以支撑待充磁产品，并在充磁有效区域上下移动；所述推出板与推出垫板之间固定连接；若干顶杆穿设在极头部分中，其上端接触垫块，下端固定在推出板与推出垫板之间。

在本方案中，所述若干顶杆沿圆周方向等距分布。

本方案提供的径向四极正弦充磁夹具，可以对粘接铁氧体磁环或粘接钕铁硼磁环进行充磁，能够实现产品外周面表磁分布为正弦波。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本发明。

图1为本发明实例中径向四极正弦充磁夹具的主视图；

图2为本发明实例中径向四极正弦充磁夹具的俯视图。

附图标记：

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

本实例通过在通电瞬间，利用相应的外充绕组产生4极垂直于产品外周方向的辐射磁场，并以该磁场作为外充磁场将产品外周磁化；同时配合修正铁芯对外充绕组会产生的4极垂直于产品外周方向的辐射磁场(外充磁场)进行修正，使得在通电瞬间，外周辐射磁场将产品饱和充磁，并使产品着磁后外周面表磁呈正弦波分布。

参见图1和图2，其所示为本实例基于上述原理提供的径向四极正弦充磁夹具的结构示意图。该夹具能够对待充磁产品进行径向四极充磁，并使得产品外周面表磁分布为正弦波形。

由图可知，该径向两极充磁夹具，主要包含底板1，固定在底板上方的极头部分(4、5、6、8、9、10、12)、推出部分(10、11、15、16)与接线端子2四部分。

底板1作为整个夹具的底座用于承载其它的组成部件。该底板1的上表面为安装面用于安置其它的组成部件，下表面的四个端角处分别垫四个绝缘垫脚19、20、23、24。

其中接线端子2用于外接电源，其分别通过第四螺钉21和第五螺钉22固定在底板1上。

极头部分为整个夹具中的充磁执行部件，用于承载待充磁产品，利用修正后的外充磁场对待充磁产品进行径向四极充磁，使得产品外周面表磁分布为正弦波形。

该极头部分相对于接线端子2通过第一支撑杆13、第二支撑杆14、第三支撑杆26安置在底板1上，并通过第一螺钉17、第二螺钉18、第三螺钉27进行固定，具体为极头部分的底端通过第一支撑杆13、第二支撑杆14、第三支撑杆26的顶端固定连接，连接方式可以为螺纹连接；而第一支撑杆13、第二支撑杆14、第三支撑杆26的底端与底板1接触，并分别通过第一螺钉17、第二螺钉18、第三螺钉27进行固定。

为了保证极头部分的稳定性，第一支撑杆13、第二支撑杆14、第三支撑杆26沿圆周方向等距分布。

由此设置的极头部分通过电磁线3和电磁线25连接于接线端子2，再由接线端子2外接电源。

夹具中的推出部分与极头部分配合设置，构成夹具的充磁组件。该推出部分用于将完成充磁产品推出极头部分，其具体设置在极头部分和底板之间，并相对于极头部分可以上下移动，继而实现将完成充磁产品推出极头部分。

上述方案在具体实现时，极头部分具体包括非导磁外壳4、修正铁芯5、外充铁芯9、外充绕线组8、端盖6及填充树脂12。

外壳4整体圆柱形，其内分为上下两部分，上部分具有相应的装配孔，用于安置相应的外充铁芯9和修正铁芯5，同时在上部分底部具有安装台阶，用于固定修正铁芯5；外壳4内的下部分用填充树脂12封装。

修正铁芯5与外充铁芯9以及外充绕线组8配合构成极头部分的主体部件。其中，外充铁芯9上绕外充绕线组8，形成外充磁单元；外充铁芯9的下端固定在外壳4的装配孔内，上端靠端盖6固定并用填充树脂13封装。

修正铁芯5穿设在外充铁芯9内，且下端穿过外充铁芯9固定在外壳4的安装台阶上，并用填充树脂13封装。

由此设置的外充铁芯9与修正铁芯5之间配合围成的间隙即为充磁有效区域，充磁时产品7固定在此有效区域内，便可对其进行充磁。

其中外充绕线组8绕Φ2.0铜线，共2匝；修正铁芯为4爪形，用于修正外充铁芯产生的磁场。本实例中的修正铁芯与外充绕线组8的绕线匝数和绕线线径对应配合，使得对外充绕线组8产生的4极垂直于产品外周方向的辐射磁场进行最优修正，使产品着磁后外周面表磁呈正弦波分布。

与上述极头部分配合，本夹具中推出部分具体包括垫块10、三个顶杆11、推出板15和推出垫板16。垫块10整体安置在外壳4、外充铁芯9、修正铁芯5围成的充磁有效区域内，即套设在修正铁芯5上，并可沿修正铁芯5轴向在充磁有效区域内上下活动。该垫块10用于垫在产品7下端，以将产品7定在充磁有效区域内。

推出板15与推出垫板16之间固定连接，二者可在外壳4与底板1之间的空隙处上下活动；共计三个顶杆12沿圆周方向120°分布，且分别穿过外壳4与填充树脂12的让位孔，其下端固定在推出板15与推出垫板16之间，其上端接触垫块10。这里顶杆12的数量并不限于此，根据需要还可采用其它的设计方案。

本夹具中接线端子2包括四个接线柱A1、A2、B1、B2，其中A1与A2导通，B1与B2导通，A1、A2与B1、B2之间为开路。A1外接电源正极，A2通过电磁线3连接外充绕线组8进线端；B1外接电源负极，B2通过电磁线25连接外充绕线组8的出线端；修正铁芯上无绕线组。

根据上述方案构成的径向四极正弦充磁夹具在对待充磁产品7进行从充磁操作时，充磁开始前，推出垫板16下端贴紧底板1，垫块10下端贴紧外壳4的固定台阶，产品7下端贴紧垫块10，将产品7固定在极头部分中的充磁有效区域内内；

接着接通电源，按下充磁键，产品外充铁芯绕有外充绕组，在通电瞬间，外充绕组会产生4极垂直于产品外周方向的辐射磁场，该磁场作为外充磁场将产品外周磁化；同时配合修正铁芯对外充绕组会产生的4极垂直于产品外周方向的辐射磁场(外充磁场)进行修正，使得在通电瞬间，外周辐射磁场将产品饱和充磁，并使产品着磁后外周面表磁呈正弦波分布。整个充磁过程在刷瞬间完成。

充磁完成后，借助外力将推出板15向上顶出，带动顶杆11、垫块10一齐向上将充磁完成的产品7顶出。

针对上述实例方案充磁完成的产品，经过有限元模拟计算与试验验证，10KA电流充磁时，产品外径位置磁通密度可达到2.5T(特斯拉)，可以满足钕铁硼永磁材料及铁氧体永磁材料充磁要求，且产品外周面表磁分布为完美的正弦波形。

由上可知，利用该充磁夹具，可以对粘接铁氧体磁环或粘接钕铁硼磁环进行充磁，能够实现产品外周面表磁分布为高精度正弦波。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.径向四极正弦充磁夹具，其特征在于，所述夹具包括：

充磁工装，所述充磁工装承载待充磁产品，对待充磁产品进行径向四极充磁，并使得产品外周面表磁分布为高精度正弦波形；所述充磁工装包括极头部分和推出部分；所述极头部分承载待充磁产品，并对待充磁产品产生4极垂直于产品外周方向的辐射磁场，该磁场作为外充磁场，将产品外周磁化，并配合修正铁芯对外充磁场进行修正，使产品着磁后外周面表磁呈正弦波分布；所述极头部分包括外充铁芯、外充绕线组、修正铁芯及填充树脂；所述外充铁芯上绕外充绕线组，形成外充磁单元；所述修正铁芯上不绕线，并穿设在外充铁芯中，修正铁芯与外充铁芯之间配合围成充磁有效区域，以用于安置待充磁产品；所述填充树脂对相配合的外充铁芯和修正铁芯进行封装；外充绕线组8绕Φ2.0铜线，共2匝；修正铁芯为4爪形，用于修正外充铁芯产生的磁场；所述修正铁芯与外充绕线组8的绕线匝数和绕线线径对应配合，使得对外充绕线组8产生的4极垂直于产品外周方向的辐射磁场进行最优修正，使产品着磁后外周面表磁呈正弦波分布；所述推出部分与极头部分配合设置，用于将完成充磁产品推出极头部分；

接线端子，所述接线端子连接充磁组件及电源。

2.根据权利要求1所述的径向四极正弦充磁夹具，其特征在于，所述极头部分中还包括非导磁外壳和端盖。

3.根据权利要求1所述的径向四极正弦充磁夹具，其特征在于，所述外充绕线组的进线端外接电源正极，所述外充绕线组的出线端外接电源负极。

4.根据权利要求1所述的径向四极正弦充磁夹具，其特征在于，所述推出部分包括垫块、若干顶杆、推出板及推出垫板，所述垫块位于修正铁芯与外充铁芯之间配合围成的充磁有效区域，以支撑待充磁产品，并在充磁有效区域上下移动；所述推出板与推出垫板之间固定连接；若干顶杆穿设在极头部分中，其上端接触垫块，下端固定在推出板与推出垫板之间。

5.根据权利要求4所述的径向四极正弦充磁夹具，其特征在于，所述若干顶杆沿圆周方向等距分布。

Images