一种使永磁体中性磁层产生偏移的方法及准单极永磁体技术

一种具有准单极特征的永磁体，永磁体的S/N极的两极整体的磁场强度明显的不再对称，(用观磁片测量)一极S或N的磁场强度所有的点面能均匀的高出反面N或S另一极磁场表磁磁场强度达20％以上。具有准单极特征的永磁体时，中性层的一个极薄区域不会在永磁体两极的中央，而是明显偏向了磁体做功的反向一侧，偏移的距离是永磁体长度的15％

A method to offset the neutral magnetic layer of permanent magnet and quasi unipolar permanent magnet

【技术实现步骤摘要】
一种使永磁体中性磁层产生偏移的方法及准单极永磁体

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[0001]本专利技术涉及一种准单极永磁体及制备方法，此方法能够将永磁体的一个极整体磁层均匀的做的很薄，而相对一极的磁层厚度将被大大的增加，因为这种永磁体单边对外做功的磁场强度被大幅度的提高了以后，就可以大幅度的减少磁钢的用量，同时又能极大的提高使用本准单极永磁体设备的效率、并由此减小了设备的体积。

技术介绍
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[0002]在永磁体制备时，磁粉料铁氧体、钕铁硼或钐钴料等压制成坯的生产过程中都采用了施加取向场的成型工艺，即对磁粉在一个强磁场中进行竖直取向后压制成坯，从而得到了各向异性的永磁体，这是基于各向异性永磁材料的内禀矫顽力而广泛采用的工艺，当烧结后的成品充磁后其性能均与取向场的取向方式和施加方法密切相关。
[0003]传统的铁氧体永磁体生产模具绝大多数采用了单一线圈取向，专利技术人经过多年研究以后认为：单一线圈取向只是起了使磁畴竖直排列的作用，严格的说其对永磁体并没有起到人们希望达到的取向目的，电机界都希望磁瓦内弧的工作面磁场越强越好，但是现有的单线包取向方法是与希望背道而驰的，其生产出来的磁瓦基本上是S极与N极场强对等，因为是贯通取向所以就不会产生特殊中性分层的永磁体，而在充磁时这种磁体就会自动在中间对等生成一个中性层，所以S极与N极磁场强度基本上相等。
[0004]一般压制稀土钕铁硼磁钢多数采用的是双线包取向，但是由于两个线包对磁粉的取向场功率是相近的，所以人们在无意识中给钕铁硼磁粉一分为二进行了对等的分层，结果生产出来的钕铁硼磁钢必然是S极与N极相对对称的磁场。

技术实现思路
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[0005]本专利技术的目的是：提供一种大幅度提高单边永磁体场强的制备方法，以此得到一种特殊的准单极永磁体，从而用以大幅度提高一切应用此种磁体设备的效率。
[0006]本专利技术的技术解决方案是：一种使永磁体中性磁层产生偏移的(具有准单极特征的)永磁体，永磁体的S/N极的两极整体的磁场强度明显的不再对称，(用观磁片测量)一极S或N的磁场强度所有的点面能均匀的高出反面N或S另一极磁场表磁磁场强度达20％以上。具有准单极特征的永磁体时，中性层的一个极薄区域不会在永磁体两极的中央，而是明显偏向了磁体做功的反向一侧，偏移的距离是永磁体长度的15％
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45％之间。所述的永磁体是铁氧体永磁体、钕铁硼永磁体或钐钴永磁体。
[0007]本专利技术的方法，当磁粉料压制成坯时，采用施加取向场的成型工艺，即在磁粉成坯时在一个强磁场中进行取向压制，利用两组线圈各自对成型模腔里的磁粉料施加方向相反、且不大小同的外加磁场磁力，导磁棒体充磁头位于取向线圈和小功率反极性磁场产生线圈的中央；强磁场的产生利用两组线圈各自对成型模腔里的磁粉料施加方向相反、且大小不同的外加磁场磁力，如图1所示：导磁棒体充磁头1和2，左右导磁棒体充磁头位于取向线圈3和小功率反极性磁场产生线圈4内的中心,压制磁体毛坯时用以包裹磁粉的不导磁成
形模套5，模套内包括有厚度不同的用以均匀磁场的不导磁片体6和7，8为磁粉毛坯粉料，即成型固定后即为图2的永磁体，一极的磁强远大于另一极磁强的永磁体(所以可称之为准单极，此极为真正用于电机与发电机的电磁作用力，磁强大能提高电机的效率，(准)方波的磁场分布效果会更好)，尤其可以为粘接钕铁硼永磁体。图2的永磁体并不限于棒状的两端磁极分布，可以是片状(磁场在片状的两侧面分布)或环状(采用环状成型的模具套)或瓦型；粘接钕铁硼永磁体采用现有技术的磁粉与固型剂配方。
[0008]两组线圈对成型模腔里的磁粉料施加磁场时，使其对磁粉产生各自朝向自己一方充磁极头扯拽的争夺力，由于来自两个方向的磁场力度大小不等这样就如同拔河比赛，扯拽会在轴向空间的某一点上达到一种力的平衡，这个点的位置我们就称为被取向的磁粉里出现了一个中性的层。研究发现这个极薄区域会生成一种既不属于S极又不属于N极的微观排列结构且各向同性，用显微镜观察可以看出其具有鱼鳞一样的细微波纹。
[0009]具有准单极特征的永磁体，中性层的一个极薄区域不会在永磁体两极的中央，而是明显偏向了磁体做功磁极的背后一侧，偏移的距离是两极长度的比值：0.1
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0.45。
[0010]产生这种大小不同、方向不同的磁吸引(取向乃至争夺)力，取决于两组线圈的电压、电流分别的设置和调节。当这两种异性的磁场引力作用在同一块磁粉毛坯上时，就会生成一个位置受到控制的中性磁层面，而通过有意识使这个中性磁层面位置的偏移，就可以制造出一块两极磁场强度不再对称的永磁体(准单极永磁体)。
[0011]为施加磁场设置的导磁棒一般使用45号钢或是其它导磁性能更好的材料如20号钢或是纯铁，其直径或形状随被压制永磁体的形状而改变，也可以压制成大块磁体再进行分割加工。
[0012]本专利技术方法得到的一种具有准单极特征的永磁体，S/N极的两极整体的磁场强度明显的不再对称，通常(正面)一极S或N的磁场强度所有的点面均高出反面另一N或S极，用高斯计测量则差值可以达到30％以上，即弱极一端的磁强只是强极一端磁强的百分之几。
[0013]用磁场观察片查看这种准单极特征的永磁体如圆柱体、矩形体甚至片状磁体的一圈，中性层亮线都是偏向了磁体做功面的背后一面，并且可以看出前后或是上下两个面具有明显的差值。
[0014]由于导磁棒体具有趋肤效应、前端必然会对磁粉施加马鞍形起伏磁场，由于马鞍波形的磁体在永磁电机里使用会产生严重的电磁噪音，所以在导磁棒前端专门设置了均匀磁场的均磁片，其材料为一切具有强度的不导磁材料即可，而均磁片的厚度要根据压制好的磁体所测波形来决定，以完全达到方波形态为最佳选择，否则就要增加或是递减其厚度，由于取向磁场强度对磁粉压制具有超强的致密作用，所以均磁片用的越薄磁体就会被压制的越密实，因此对波形要求不高也可以不使用均磁片进行压制，但做出来磁体必然是马鞍波形。
[0015]本专利技术的设备和方法得到的益处和效果是：永磁体一端的表磁强度将被大幅度的提高，而相对另一端表磁强度则被大幅度的降低，这样将能够极大的提高永磁体的利用率，利用本专利技术方法制备的永磁体将比普通磁瓦的表磁提高30％以上，因为制备出的磁瓦和永磁体做功使用的一端场强分布的更均匀更强大，由此就可以大大降低磁钢的使用量达20％以上。本专利技术的目的还在于提供一种可控的方法，可以任意控制永磁体的工作面内弧与背面外弧的磁场强度分布，工作面(正面或内弧)的磁场强度将大大高于现有制品。采用均磁
片的结构使磁强强度一面强一面弱，且使此面的磁场强度均匀。
[0016]用本专利技术制备的永磁体可以提供给大功率电机、发电机(包括风力发电机)、空调电机、核磁共振设备等使用，能使电机效率大幅度提高的同时又能减少永磁体的体积和消耗，可见本专利技术社会意义和经济意义巨大。
附图说明
[0017]图1为本专利技术的装置结构。其中：1和2为导磁的压制模头棒体，其上配置了各自独立的取向线圈3和反向取向线圈4。
[0018]图2为磁场强度不对称的永磁体的磁强强度一端强本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有准单极特征的永磁体，其特征是，S/N极的两极整体的磁场强度明显的不再对称，(用观磁片测量)一极S或N的磁场强度所有的点面能均匀的高出反面N或S另一极磁场表磁磁场强度达20％以上。2.根据权利要求1所述的具有准单极特征的永磁体，其特征是，具有准单极特征的永磁体时，中性层的一个极薄区域不会在永磁体两极的中央，而是明显偏向了磁体做功的反向一侧，偏移的距离是永磁体长度的15％
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45％之间。3.根据权利要求1、2所述的具有准单极特征的永磁体，其特征是：所述的永磁体是铁氧体永磁体、钕铁硼永磁体或钐钴永磁体。4.一种根据权利要求1
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3之一使永磁体取向场中性磁层产生偏移的方法，其特征是，永磁体制备时，当磁粉料压制成坯时，采用施加取向场的成型工艺，即在磁粉成坯时在一个强磁场中进行取向压制，利用两组线圈各自对成型模腔里的磁粉料施加方向相反、且不大小同的外加磁场磁力，导磁棒体充磁头位于取向线圈和小功率反极性磁场产生线圈的中央。5.根据权利要求4所述的使永磁体取向场中性磁层产生偏移的方法，其特征是，取向线圈始终用于最大功率输出，而另一端对应的线圈则作为专用反向异性吸引磁场的使用，功率较小但电压调整范围很宽，压制磁体毛坯时用以包裹磁粉的不导磁成形模套，模套内包括有厚度相同或不同的用以均匀磁场的不导磁片体。6.根据权利要求5所述的使永磁体取向场...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙立生，黄昱铖，
申请(专利权)人：孙立生，
类型：发明
国别省市：