一种永磁磁环组件及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种永磁磁环组件及其制备方法，属于永磁磁环技术领域，解决了现有永磁磁环的辐射多级磁环受限于充磁技术，磁环上磁极数量有限，难以提供高分辨率的磁场波形；永磁磁环属于脆性材料，加工难度大，无法通过单极充磁与磁环复杂加工的形式获得高质量的磁场波形的问题。永磁磁环组件包括内圆环和外圆环；内圆环作为永磁环，外圆环作为导磁环；永磁环的外径面与导磁环的内径面相接；永磁环的内径面沿圆周方向为同一极性；导磁环包括多个周期性排列的磁场波形调整区，磁场波形调整区由导磁环上加工去除掉一部分材料形成的空陷区与导磁环本体共同构成。本发明专利技术的永磁磁环组件可提供丰富多样的磁场波形，大大提升波形的分辨率，且加工简单。且加工简单。且加工简单。

【技术实现步骤摘要】
一种永磁磁环组件及其制备方法


[0001]本专利技术属于永磁磁环
，尤其涉及一种永磁磁环组件及其制备方法。

技术介绍

[0002]永磁磁环常用在航空航天导航定位系统、精密机床控制系统等高科技控制器的核心部位中，具有不可替代的作用。永磁磁环使用时一般采用辐射多极充磁，磁头传感器布置在磁环外圆面一定距离处。磁环旋转时，通过测量由于磁环与传感器相对位置发生变化时磁环不同位置气隙磁密的波形变化，换算出与波形变化及波形数量相关的角位移大小、角速度等信号。磁场波形的好坏、分布角周期，直接决定着测试的精度和分辨率。
[0003]如图1所示，现有的磁环是采用辐射多极的方式进行充磁，在磁环的圆周面上形成多对的N/S极，磁信号来源于磁环圆周面上间隔分布的N极和S极，当磁环或磁头转动时，传感器通过读取N/S极磁场信号的变化，来输出相应的信号。这种磁极分布结构存在如下缺点：一是，随着磁极个数增加，磁力线在相邻磁极之间形成闭合回路的比例大幅增加，致使磁场作用距离减小，磁头接收到的磁信号衰减，使得磁传感器的输出信号质量降低，而磁环上磁极的数量对磁传感器的分辨率具有重要影响。二是，由于充磁技术的局限性，一般，磁环上N极和S极之间难以避免的存在一个无磁区，无磁区均匀性、宽度、形状直接决定磁信号的均匀性、宽度和形状，进而决定磁传感器的输出信号质量。因此，采用辐射多极磁环，在现有技术下，相邻磁极间的距离一般不小于2mm。以直径为30mm的磁环为例，周长为94.2mm，使用辐射充磁，最多只能有47个磁极。要增加辐射多极磁环的极数以获得更高的分辨率，就不得不将磁环的直径做大，致使整体测试单元体积变大，成本变高。

技术实现思路

[0004]鉴于上述的分析，本专利技术旨在提供一种永磁磁环组件及其制备方法，至少能够解决以下技术问题：(1)现有的永磁磁环上存在磁力线闭合及无磁区，导致波形信号质量差；(2)现有的永磁磁环加工难度大，难以精密加工。
[0005]本专利技术的目的主要是通过以下技术方案实现的：
[0006]本专利技术提供了一种永磁磁环组件，永磁磁环组件包括内圆环和外圆环；内圆环作为永磁环，外圆环作为导磁环；永磁环的外径面与导磁环的内径面相接；永磁环的内径面沿圆周方向为同一极性；导磁环包括多个周期性排列的磁场波形调整区。
[0007]进一步的，磁场波形调整区通过在导磁环的外径面或/和内径面加工峰谷结构形成。
[0008]进一步的，磁场波形调整区是由导磁环上去除掉一部分材料形成的空陷区与导磁环本体共同构成。
[0009]进一步的，导磁环的上的空陷区分布在外径面或/和内径面。
[0010]进一步的，空陷区的形状为梯形槽、三角形槽、矩形槽、楔形槽、圆形槽、方槽、圆弧槽、波形槽或倒“凸”字形槽中的一种或几种的组合。
[0011]进一步的，永磁环的材料为永磁材料。
[0012]进一步的，永磁环的材料为钐钴永磁材料、钕铁硼永磁材料、铝镍钴永磁材料或永磁铁氧体。
[0013]进一步的，导磁环的材料为软磁材料；
[0014]优选的，软磁材料为坡莫合金，硅钢，电工纯铁，软磁碳钢或软磁铁氧体。
[0015]进一步的，导磁环的内径面与永磁环的外径面紧贴。
[0016]进一步的，导磁环的内径为R1，导磁环的外径为R2，导磁环的轴向长度为D，D与壁厚R2
‑
R1的比值为0.1～10。
[0017]进一步的，导磁环上的空陷区的深度为h，h与壁厚R2
‑
R1的比值为0.01～0.99。
[0018]本专利技术还提供了一种永磁磁环组件的制备方法，用于制备上述的永磁磁环组件，包括以下步骤：
[0019]步骤1、制备中性状态或充磁状态的永磁环；
[0020]步骤2、制备导磁环，并在导磁环的内径面或/和外径面加工空陷区；
[0021]步骤3、将永磁环和导磁环进行组装连接得到装配好的组合件，其中永磁环的外径紧贴导磁环的内径，若永磁环为中性状态，则需要步骤4进行充磁，若永磁环为充磁状态，则得到最终的永磁磁环组件；
[0022]步骤4、将装配好的组合件进行整体充磁，得到最终永磁磁环组件。
[0023]与现有技术相比，本专利技术至少可实现如下有益效果之一：
[0024]a)本专利技术的永磁磁环组件的导磁环可以起到两种作用：1.将永磁环产生的空间磁场进一步强化；2.对单极充磁的永磁环沿圆周方向均匀的磁场进行波幅调制，形成具有一定周期结构的波形磁场分布。永磁环的内径面沿圆周方向为同一极性，永磁环的外径面沿圆周方向为同一极性，永磁环的内径面与外径面的极性相反，即从内到外极性为N
‑
S或者S
‑
N，因此，充磁方式为内外单极充磁，充磁方式简单可行；另外，本专利技术提供的永磁磁环组件的磁力线不会发生闭合现象，因为在导磁环的外径面(即导磁环的外壁)上仅有单一磁极，不会形成闭合磁路，将大大提高磁场信号的质量；并且，由于导磁环的材料加工工艺十分成熟，可以按照导磁材料能承受的极限进行加工磁场波形调整区，这与现有技术相比，能极大地提高波形数量。
[0025]b)本专利技术的永磁磁环组件的永磁环外径面(即永磁环的外壁)不再作为工作面，因而其精度无需太高；导磁环采用的软磁材料比较容易加工，其加工成各种复杂形状的工艺也相当成熟和可靠，磁场波形调整区由导磁环上去除掉一部分材料形成的空陷区与导磁环本体共同构成实现磁场波形调整功能，磁场波形调整区的精度可以通过机械加工的手段较为轻松的实现高精度控制；因而采用这种组合的方式，能大大提高产品的合格率同时提升磁场波形的精度。
[0026]c)本专利技术的永磁磁环组件由于采用内外圆单极充磁的形式，解决了传统多极磁环难以饱和充磁的难题，因而本专利技术的永磁磁环组件可以最大程度的发挥永磁材料的磁性能，同时提供更强的磁场信号，满足器件小型化的应用需求。
[0027]d)波形的分辨率是由磁场波形信号波峰和波谷的数量决定的。传统的多极充磁，当N/S极数量增加到一定程度后，无磁区间的比例会越来越大，导致磁场信号会变的十分模糊。本专利技术通过单极充磁+导磁环开槽的形式，可以大大增加磁场信号波峰和波谷的数量；
单极充磁可保证磁场信号足够强，而导磁环上开槽具有多种多样的组合形式，可提供丰富多样的磁场波形，大大提升波形的分辨率。
[0028]本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分的从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
[0029]附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本专利技术的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。
[0030]图1为传统的辐射多极磁环的结构示意图；
[0031]图2为传统磁环磁场的波形图；
[0032]图3为本专利技术的永磁磁环组件的结构示意图；
[0033]图4为本专利技术的实施例1的磁场波形调整本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种永磁磁环组件，其特征在于，所述永磁磁环组件包括内圆环和外圆环；所述内圆环作为永磁环(1)，所述外圆环作为导磁环(2)；所述永磁环(1)的外径面与所述导磁环(2)的内径面相接；所述永磁环(1)的内径面沿圆周方向为同一极性；所述导磁环(2)包括多个周期性排列的磁场波形调整区。2.根据权利要求1所述的永磁磁环组件，所述磁场波形调整区是由导磁环(2)上去除掉一部分材料形成的空陷区(3)与导磁环(2)本体共同构成。3.根据权利要求1所述的永磁磁环组件，其特征在于，所述导磁环(2)上的空陷区(3)分布在外径面或/和内径面。4.根据权利要求3所述的永磁磁环组件，其特征在于，所述空陷区(3)的形状为梯形槽、三角形槽、矩形槽、楔形槽、圆形槽、方槽、圆弧槽、波形槽或倒“凸”字形槽中的一种或几种的组合。5.根据权利要求1所述的永磁磁环组件，其特征在于，所述永磁环(1)的材料为永磁材料；优选的，所述永磁环(1)的材料为钐钴永磁材料、钕铁硼永磁材料、铝镍钴永磁材料或永磁铁氧体。6.根据权利要求1所述的永磁磁环组件，其特征在于，所述导磁环(2)的材料为软磁材料；优选的，软磁材料为坡莫合金，硅钢，电工纯铁...

【专利技术属性】
技术研发人员：董生智，徐吉元，喻鸿，卢其云，叶祥，陈红升，韩瑞，唐永利，孔令才，
申请(专利权)人：广晟有色金属股份有限公司，
类型：发明
国别省市：