Индуктор для многополюсного аксиального намагничивания кольцевых постоянных магнитов

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.

 

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.

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.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электротехнике. Техническим результатом является повышение эксплуатационной надежности электротехнического оборудования.

Изобретение относится к области размагничивания кораблей. Источник питания для станций безобмоточного размагничивания кораблей содержит неуправляемый трехфазный источник питания переменного тока, зарядное устройство, емкостной накопитель энергии, датчик напряжения, мостовой коммутатор, датчик тока, обмотку размагничивания, устройство формирования импульсной последовательности и устройство задания параметров импульсной последовательности.

Изобретение относится к области противодействия средствам магнитометрического обнаружения ферромагнитных объектов и может быть использовано для защиты кораблей, машин и других технических объектов.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при размагничивании деталей судового машиностроения после магнитной дефектоскопии. Технический результат состоит в повышении качества, снижении трудоемкости и обеспечении стабильности размагниченного состояния изделия по отношению к эксплуатационным механическим нагрузкам.

Использование: для создания полупроводниковых приборов, обладающих чувствительностью к воздействию магнитного поля. Сущность изобретения заключается в том, что пленочная система формирования магнитного поля содержит подложку, диэлектрический слой, магниточувствительный элемент, пленочные концентраторы магнитного поля, расположенные с двух сторон от элемента, чувствительного к магнитному полю, пленочный магнитный экран, где пленочные концентраторы состоят из 2 или 10 областей, разделенных немагнитным зазором, а над элементом, чувствительным к магнитному полю, между концентраторами параллельно плоскости подложки расположен пленочный магнитный экран над чувствительной областью магниточувствительного элемента.

Изобретение относится к испытанию колесных пар железнодорожного транспорта. Разъемный соленоид выполнен в виде витков из широкополосной шины, разделенных по диаметру на подвижную и неподвижную секции.

Изобретение относится к размагничивающим устройствам, в частности к устройствам, предназначенным для размагничивания судов и подводных лодок на стационарных станциях.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для стабилизации магнитных свойств магнитов типа Sm-Co-Fe-Cu-Zr путем их частичного размагничивания. Технический результат состоит в повышении точности и стабильности работы навигационного оборудования и систем авиационной автоматики.

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для размагничивания бурового инструмента непосредственно в составе колонны бурильных труб. Устройство для размагничивания содержит катушку для пропускания размагничиваемой колонны бурильных труб, ротор для вращения колонны бурильных труб, размещенный на устье скважины выше катушки, систему управления электроприводом буровой лебедки, предназначенной для спуска-подъема колонны бурильных труб в обсадную колонну скважины.

Изобретение относится к области размагничивания судов, в частности судов с ферромагнитным корпусом. Может быть использовано также для электромагнитной обработки вытянутых крупногабаритных ферромагнитных объектов машиностроения: валов, турбин и прочего оборудования.

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.

Наверх