[發(fā)明專利]一種異型電磁單元、陣列及應(yīng)用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011185935.3
• 申請日: 2020-10-30
• 公開（公告）號: CN112233876A
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 裴瑞琳;高凌宇;張航;王彥琛;劉凡;華敘彬;凌成翔;岳巖
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州英磁新能源科技有限公司
• 主分類號: H01F7/20
• 分類號: H01F7/20
• 代理公司: 蘇州創(chuàng)元專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 32103
• 代理人: 范晴;王凱

本發(fā)明公開了一種異型電磁單元、陣列及應(yīng)用，包括：支撐體及螺旋繞制的布置于支撐體上的導(dǎo)線；支撐體包括一個(gè)可與相鄰支撐體上的該面拼接呈平面的基底面及位于基底面同一側(cè)且向基底面的正投影均落入基底面內(nèi)的棱側(cè)面；在基底面及棱側(cè)面上均形成有垂直于表面而凸起的繞線端；導(dǎo)線螺旋狀盤繞于繞線端上并通電形成垂直于該繞線端所在表面的磁場；棱側(cè)面上通電線圈形成的磁場朝向支撐體內(nèi)部/外部，并形成對基底面上通電線圈所產(chǎn)生磁場同磁極方向及同磁極強(qiáng)度的增強(qiáng)效果。本電磁單元可以增強(qiáng)基底面上方的磁場，且增強(qiáng)效果明顯，增幅均勻，可控性強(qiáng)。而且，可以根據(jù)實(shí)際需要控制成本，制備靈活可控。另外，電磁單元的適用范圍廣，通用性高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電磁技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種異型電磁單元、陣列及應(yīng)用。

背景技術(shù)

電磁鐵是線圈通電產(chǎn)生磁場的一種裝置，一般在鐵芯的外部纏繞與其功率相匹配的導(dǎo)電繞組，這種通有電流的線圈像磁鐵一樣表現(xiàn)有磁性。通常把鐵芯制成條形或蹄形狀，以使其更加容易被磁化。且為了使電磁鐵斷電后磁性消失，則鐵芯通常采用消磁較快的軟磁材料。故而，在通電時(shí)電磁鐵表現(xiàn)磁性，斷電后磁性消失。電磁鐵在日常生活中有著極其廣泛的應(yīng)用，由于它的發(fā)明也使發(fā)電機(jī)的功率得到了很大的提高。

電磁鐵的特性主要體現(xiàn)在繞線方式上，例如中國發(fā)明專利《8字形層疊線圈的制造方法》，申請?zhí)枮?01280024276.2，8字形線圈的作用是，用該繞線方法可直接繞成一個(gè) NS組合的懸浮軌道，如日本超導(dǎo)列車的軌道所使用的技術(shù)，8字線圈就是形成N、S兩個(gè)磁極。該結(jié)束通過沿軸向方向堆疊矩形導(dǎo)線來制造具有一個(gè)軸線的線圈部分的過程，雖然在線圈制造過程中，可以不需要用于測量在連接部中保留的線的長度的過程，從而大大減少了制造過程的數(shù)量。但是，對于具有多個(gè)表面的異型電磁單元，例如該8字形線圈，其僅僅是實(shí)現(xiàn)了基礎(chǔ)的磁力發(fā)生，難以體現(xiàn)聚磁效果及單側(cè)增強(qiáng)磁力的效果。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供的一種技術(shù)方案是一種異型電磁單元，其優(yōu)點(diǎn)在于可增強(qiáng)基底面上方的磁場強(qiáng)度，同時(shí)可替代永磁體，減少稀土材料用量以達(dá)到降低成本的效果。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種異型電磁單元，具有多個(gè)表面，其中各線圈在每一個(gè)面上均產(chǎn)生一個(gè)垂直表面的磁場，這些磁場以相互疊加匯聚的方式，使得磁感線匯聚通過芯部材料的基底面上，以實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)該端面磁場強(qiáng)度的效果。

具體包括：支撐體，支撐體為多面體，支撐體上的多個(gè)表面上有螺旋式繞制的導(dǎo)線。

支撐體，其形狀為多面體，支撐體可以相互拼接，以最終實(shí)現(xiàn)一個(gè)拼接而成的平面。因此，支撐體上主要表現(xiàn)為一個(gè)基底面，支撐體通過同一朝向拼接。

支撐體上的其他側(cè)面即為棱側(cè)面，棱側(cè)面的特點(diǎn)是：將棱側(cè)面向基底面作投影時(shí)，棱側(cè)面的投影需要落在基底面范圍內(nèi)。具體的說：棱側(cè)面傾斜形成一個(gè)尖頂，即棱側(cè)面或棱側(cè)面延伸具有共交點(diǎn)，那么棱側(cè)面向基底面的投影為一個(gè)投影區(qū)(如四棱錐、五棱錐)。

在基底面和棱側(cè)面上均形成有垂直于表面而凸起的繞線端，繞線端上繞制導(dǎo)線，導(dǎo)線沿繞線端凸起方向呈螺旋式繞制。因此基于繞線端的支撐，導(dǎo)線呈螺旋狀盤繞并通電形成垂直于該基底面/棱側(cè)面的磁場。

因此，基于上述支撐體的形狀，在基底面上即可形成一個(gè)基礎(chǔ)的N/S磁場。同時(shí)，棱側(cè)面上也會形成各磁場。

根據(jù)右手螺旋定則，當(dāng)基底面和棱側(cè)面上線圈的電流方向相對應(yīng)時(shí)，棱側(cè)面線圈所產(chǎn)生的磁場會對基底面線圈的磁場產(chǎn)生一定的增強(qiáng)效果。即棱側(cè)面上通電線圈形成的磁場其磁感線向支撐體內(nèi)部方向匯聚并通過基底面上，且與基底面線圈所產(chǎn)生的磁場方向相同，以達(dá)到增強(qiáng)基底面磁場強(qiáng)度的效果。

例如，當(dāng)基底面上的電流流向呈順時(shí)針方向時(shí)，基底面上產(chǎn)生一個(gè)N極“入”基底面的磁場。如果，此時(shí)左側(cè)棱側(cè)面上的電流流向在該面內(nèi)呈相對的順時(shí)針時(shí)，左側(cè)棱側(cè)面上會形成一個(gè)N極“入”該棱側(cè)面并向支撐體內(nèi)部方向的磁場。其他棱側(cè)面同理，每個(gè)棱側(cè)面都可以形成一個(gè)用于增強(qiáng)基底面磁場的獨(dú)立磁場。