[發明專利]一種制備多極取向圓環狀磁體的方法及實施該方法的裝置

有效

• 申請號: 201010520579.6
• 申請日: 2010-10-20
• 公開（公告）號: CN102456463A
• 公開（公告）日: 2012-05-16
• 發明（設計）人: 陳國安;侯德柱;饒曉雷;胡伯平
• 申請（專利權）人: 北京中科三環高技術股份有限公司
• 主分類號: H01F7/02
• 分類號: H01F7/02;H01F41/02;B22F3/03
• 代理公司: 北京乾誠五洲知識產權代理有限責任公司 11042
• 代理人: 付曉青;李廣文

技術領域

本發明涉及一種制備多極取向圓環狀磁體的方法，本發明還涉及用于采用該制備方法的旋轉場制備多極取向環的結構。

背景技術

燒結多極充磁環在電機領域具有廣泛的應用前景。目前制備燒結多極充磁環主要有以下兩種方法。一種是通過對頂磁場取向法制備沿徑向輻射取向的圓環狀磁體，然后通過內外徑多極充磁來得到多極充磁環(如圖1所示)，磁環內部磁化強度沿半徑方向排列。通過這種方式得到的多極充磁環的表磁相對較低。而且使用這種方法制備磁環內徑較小的輻射取向環時，取向磁場強度大大降低，從而導致磁粉取向不完全，并且當磁環高度較高時不但取向磁場的強度減弱，而且均勻性變差，從而導致多極充磁環的磁性能和一致性變壞。

另一種方法是通過一個取向線圈和一個充磁線圈來制備多級充磁環。根據磁環內/外徑使用和極數的差別，取向線圈將磁環內的磁粉按照設計好的磁力線方向排列，從而可以達到最佳的磁特性，然后用類似磁力線排列的充磁線圈充磁得到多極充磁環(如圖2所示)。多極取向磁環相對于輻射取向磁環而言，其表磁普遍要高30％-50％，360度方向的波形分布也更為均勻。因此多極取向磁環的發展和應用也將更加廣闊。不過這種制備方法在取向和充磁時需要線圈配套對應使用。即使在制備相同尺寸的多極充磁環的情況下，不同極數的要求也需要有不同的取向和充磁線圈。這樣就導致了效率低下、成本增加。

申請號位200710106670.1的申請提供了一種沿徑向輻射取向環的制備方法。由于其取向場或模具均是連續轉動的，因此不可能制備出多極取向磁環

發明內容

本發明的一個目的在于提供一種制備多極取向圓環狀磁體的方法，所述方法包括如下步驟：

(1)將磁粉填充在模具的模芯和陰模之間凹槽，并在模套外設置兩個導磁裝置，所述兩個導磁裝置之間的夾角等于所述多極取向圓環狀磁體中一對磁極的角度；

(2)采用由所述兩個導磁裝置產生的外磁極-外磁極式取向磁場對所述磁粉進行取向；

(3)通過步進電機控制所述外磁極-外磁極式取向磁場或者裝有所述磁粉的模具轉動角度θ，所述角度θ等于所述多極取向圓環狀磁體中一對磁極的角度，然后采用所述外磁極-外磁極式取向磁場對所述磁粉進行取向；

(4)繼續按照步驟(3)的方式轉動所述外磁極-外磁極式取向磁場或者所述模具，并采用所述外磁極-外磁極式取向磁場對所述磁粉進行取向，直至完成360度的取向。

所述方法還包括完成對所述磁粉的磁化和取向后，對所述磁粉進行壓制，得到多極取向圓環狀磁體。

優選地，所述模芯由導磁材料制備而成；所述陰模和模套由非導磁材料制備而成。

優選地，所述外磁極-外磁極式取向磁場為恒定磁場或者規則變化的脈沖磁場。

優選地，所述多極取向圓環狀磁體包括4極、8極、16極、24極取向圓環狀磁體。

優選地，所述多極取向圓環狀磁體為8極取向圓環狀磁體，所述兩個導磁裝置之間的夾角為45度。

本發明的另一個目的在于提供一種采用上述制備方法的旋轉場制備多極取向環的裝置，所述裝置包括模具、兩個導磁裝置和步進電機，其中：所述模具包括模芯、陰模和模套，所述陰模套裝設置在所述模芯外，以形成放置磁粉的凹槽，所述模套套裝設置在所述陰模外，且所述模套與所述陰模緊密配合；所述兩個導磁裝置設置在所述模套外，且所述兩個導磁裝置之間的夾角等于多極取向圓環狀磁體中一對磁極的角度，所述步進電機與所述兩個導磁裝置或所述模具相連接。

優選地，所述模芯由導磁材料制備而成；所述陰模和模套由非導磁材料制備而成。所述模芯、陰模和模套為同心設置。

此外，所述裝置還包括卡盤，所述卡盤固定在所述模套的外徑處。

使用本發明的制備方法可以制備4極、8極、16極、24極等等多種多極取向圓環狀磁體。在本發明的制備方法中，兩個導磁裝置之間的夾角、以及取向磁場或者模具的轉動次數根據多極取向圓環狀磁體的極數來確定。例如，對于極數為八極的多極取向圓環狀磁體來說，兩個導磁裝置之間的夾角為45度，只需要由步進電機控制取向磁場或者模具轉動七次、每次轉動45度，即可完成磁粉的取向過程。最后對磁粉進行壓制(例如雙向壓制)，得到多極取向圓環狀磁體。

在本發明的采用上述制備方法的旋轉場制備多極取向環的結構中，模芯由導磁材料制備而成，該導磁材料可以是純鐵、鐵鈷合金等任意一種導磁材料；陰模和模套由非導磁材料制備而成，該非導磁材料可以是硬質合金、無磁鋼(例如1Cr18Ni9Ti、9Mn9)等任意一種非導磁材料。