Магнитные системы для намагничивания постоянных магнитов

Введение

Обычно для намагничивания постоянных магнитов применяются установки импульсного намагничивания [5] и электромагниты [2]. В некоторых случаях задачу удается проще, дешевле и надежнее решить, используя в качестве намагничивающих устройств магнитные системы на основе постоянных магнитов. Имеющиеся постоянные магниты состава неодим-железо-бор с остаточной индукцией более 1 Тл и коэрцитивной силой по намагниченности порядка 1000 кА/м [3] позволяют создавать в небольших объемах магнитные поля, пригодные для намагничивания постоянных магнитов на основе альнико, ферритов и редкоземельных металлов. В частности, таким образом можно производить многополюсное намагничивание листовых магнитопластов [1]. Важным достоинством подобных систем является отсутствие затрат энергии на создание магнитного поля, что снимает проблему нагрева и повышает производительность.

Практические конструкции магнитных систем

Валик для многополюсного одностороннего намагничивания листовых магнитопластов толщиной до 3 мм с ферритовым наполнителем

• Способ нанесения магнитных полюсов - вручную или автоматически при использовании дополнительного оборудования
• Ширина валика - 60 мм
• Ширина зоны намагничивания (за один проход) - 50 мм
• Количество полюсов в пределах ширины рабочей зоны - 8, полярность полюсов чередуется
• Ширина полюса - 2 мм
• Расстояние между центрами соседних полюсов - 6 мм
• Магнитная индукция в рабочем зазоре - 0.6 ... 0.7 Тл

Валки для непрерывного многополюсного одностороннего намагничивания листовых магнитопластов (ширина до 400 мм, толщина до 5 мм) с ферритовым наполнителем

• Способ прокатки листового магнитопласта - вручную или автоматически при использовании внешнего привода
• Ширина зоны намагничивания валков - 400 мм
• Максимальные размеры намагничиваемого листового образца - длина любая, ширина до 400 мм, толщина до 5 мм
• Рабочая температура образца до 80 ⁰C
• Скорость вращения валков до 120 об./мин, скорость протяжки образца при этом до 7 м/мин
• Результат намагничивания - магнитные полюса в виде параллельных полос с чередующейся полярностью
• Ширина полюса - 2 мм
• Расстояние между центрами соседних полюсов - 6 мм
• Магнитная индукция в рабочем зазоре - 0.6 ... 1.0 Тл в зависимости от величины зазора
• Габаритные размеры валков (без ручки) - 530 х 160 х 300 мм³
• Масса валков не более 10 кг

Валки для непрерывного многополюсного одностороннего намагничивания листовых магнитопластов (ширина до 1050 мм, толщина до 5 мм) с ферритовым наполнителем

• Способ прокатки листового магнитопласта - вручную или автоматически при использовании электропривода
• Ширина зоны намагничивания валков - 1050 мм
• Максимальные размеры намагничиваемого листового образца - длина любая, ширина до 1050 мм, толщина до 5 мм
• Рабочая температура образца до 80 ⁰C
• Скорость вращения валков до 120 об./мин, скорость протяжки образца при этом до 7.5 м/мин
• Результат намагничивания - магнитные полюса в виде параллельных полос с чередующейся полярностью
• Ширина полюса - 2 мм
• Расстояние между центрами соседних полюсов - 5 мм
• Магнитная индукция в рабочем зазоре - 0.6 ... 1.0 Тл в зависимости от величины зазора
• Габаритные размеры валков (без ручки) - 1400 х 200 х 350 мм³
• Масса валков не более 25 кг

Магнитная система с индукцией до 2.5 Тл в зазоре между полюсами диаметром 3 мм

Может использоваться для намагничивания (в основном одноосного, в некоторых случаях многополюсного) спеченных постоянных магнитов и магнитопластов на основе алнико, ферритов, редкоземельных металлов.

• диаметр полюсных наконечников по краям зазора 3 мм
• магнитный зазор регулируется от 0 до 6 мм подбором прокладок
• магнитная индукция в центре зазора шириной 1 мм 2.34 Тл
• магнитная индукция в центре зазора шириной 2 мм 1.83 Тл
• габаритные размеры: высота 110 мм, ширина 40 мм, глубина 80 мм
• масса не более 1.6 кг

Магнитная система с индукцией около 1 Тл в объеме диаметром 20 мм высотой 5 мм

Может использоваться для одноосного намагничивания спеченных постоянных магнитов и магнитопластов на основе ални, алнико, ферритов.

Характеристики реализованной магнитной системы приведены ниже:

• размер зоны однородного магнитного поля: диаметр 20 мм, высота 5 мм
• магнитная индукция в зоне однородности 0.92 Тл + 5 %
• габаритные размеры: высота 45 мм, ширина 80 мм, глубина 40 мм
• масса не более 0.7 кг

Магнитная система с индукцией около 1 Тл в объеме диаметром 40 мм высотой 8 мм

Может использоваться для одноосного намагничивания спеченных постоянных магнитов и магнитопластов на основе ални, алнико, ферритов.

Характеристики реализованной магнитной системы приведены ниже:

• размер зоны однородного магнитного поля: диаметр 40 мм, высота 8 мм
• магнитная индукция в зоне однородности 0.90 Тл + 5 %
• габаритные размеры: высота 75 мм, ширина 170 мм, глубина 90 мм
• масса не более 2.7 кг

Для измерения параметров магнитных систем использовались тесламетры [4]. Производятся разработки новых конструкций магнитных систем.

Ссылки:

1. Изготовление и применение магнитопластов (магнитоэластов)
2. Малогабаритный электромагнит для получения постоянного однородного магнитного поля с магнитной индукцией до 1.5 Тл
3. Постоянные магниты: Справочник / Альтман А. Б., Герберг А. Н., Гладышев П. А. и др.; Под ред. Ю. М. Пятина. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергия, 1980. - 488 с., ил.
4. Приборы для измерения магнитных полей
5. Установки импульсного намагничивания и размагничивания постоянных магнитов

Словарь терминов:

• Ални, альни (англ. Alni) - магнитотвердый сплав алюминия, никеля и железа, получаемый методами литья или порошковой металлургии. Свойства и обозначение зависят от соотношения элементов и способа получения. Применяется для изготовления постоянных магнитов. См. также ЮНД, ЮНДК.
• Алнико, альнико (англ. Alnico) - магнитотвердый сплав алюминия, никеля, кобальта и железа, получаемый методами литья или порошковой металлургии. Свойства и обозначение зависят от соотношения элементов и способа получения. Применяется для изготовления постоянных магнитов. См. также ЮНД, ЮНДК.
• Коэрцитивная сила по намагниченности - напряженность размагничивающего поля, которое должно быть приложено к предварительно намагниченному образцу, чтобы его намагниченность стала равна нулю.
• Магнитная индукция - вектор, численно равный пределу отношения силы, действующей со стороны магнитного поля на элемент проводника с электрическим током, к произведению тока и длины элемента проводника, если длина этого элемента стремится к нулю, а элемент так расположен в поле, что этот предел имеет наибольшее значение, и направленный перпендикулярно к направлению элемента проводника и к направлению силы, действующей на этот элемент со стороны магнитного поля, причем из его конца вращение по кратчайшему расстоянию от направления силы к направлению тока в элементе проводника должно быть видно происходящим против часовой стрелки.
• Магнитная система - магнитная цепь.
• Магнитопласт - полимерный постоянный магнит, изготовленный на основе смеси магнитотвердого порошка и связующего полимера.
• Намагничивание - воздействие на образец магнитным полем, вследствие которого у образца появляется отличная от нуля остаточная намагниченность.
• Неодим-железо-бор (англ. Ne-Fe-B) - магнитотвердый материал на основе соединения железа, неодима и бора состава Nd₂Fe₁₄B, Nd₃Fe₁₆B, Nd₄Fe₂₈B₃
• Остаточная индукция - величина магнитной индукции, сохраняющейся в образце после уменьшения напряженности внешнего поля до нуля.
• Постоянный магнит - объект, создающий магнитное поле за счет собственных внутренних элементарных электрических токов, текущих без использования внешнего источника энергии в составляющем объект материале.
• Тесламетр (гауссметр) - прибор для измерения магнитной индукции.
• Феррит - двойной окисел состава MeO·Fe₂O₃, где Me - металл (например, Ni - никель, Mn - марганец, Ba - барий, Co - кобальт, Sr - стронций), а Fe₂O₃ - окись железа.

16.06.2009
22.06.2009
14.08.2009
18.02.2019

Альтернативные источники энергии
Компьютеры и Интернет
Магнитные поля
Механотронные системы
Перспективные разработки
Электроника и технология

Главная страница