ИНДУКТОР ДЛЯ НАМАГНИЧИВАНИЯ ДЕТАЛЕЙ ИЗ МАГНИТОТВЕРДЫХ МАТЕРИАЛОВ Российский патент 1997 года по МПК H01F13/00 

Изобретение относится к электротехнике к техническим средствам для реверсивного намагничивания кругосимметричных изделий из магнитотвердых материалов.

Известен индуктор для намагничивания постоянных магнитов [1] содержащий виток в виде пластин из материала с высокой электропроводностью, в котором выполнены два разреза на границах зон намагничивания, делящие виток на две части, которые, с одной стороны, соединены между собой, а с другой, соединены с выводами индуктора, при этом виток имеет форму, повторяющую внешнюю боковую поверхность намагничиваемого кольцевого изделия.

Указанный индуктор снабжен также дополнительным витком, аналогичным по конфигурации первому витку и расположенным внутри него с зазором для размещения намагничиваемого кольцевого изделия, причем наружная боковая поверхность дополнительного витка повторяет по форме внутреннюю поверхность намагничиваемого кольца, а выводы дополнительного витка расположены противоположно выводам первого витка и пропущены через прорезь в последнем.

Недостатки этого индуктора состоят в его ограниченной возможности реверсивного намагничивания кольцеобразных магнитотвердых изделий по двум зонам лишь в азимутальном направлении при неспособности реверсивного концентрического намагничивания кругосимметричных образцов изделий.

Наиболее близким к заявляемому объекту является индуктор для импульсного намагничивания [2] который содержит две соосно расположенные и образующие в промежутке между собой рабочий зазор системы витков из материала с высокой электропроводностью, при этом контуры витков по форме отвечают контурам намагничиваемых зон магнитов, а системы витков соединены так, что в рабочем зазоре соседних зон создаются реверсивные магнитные поля, причем в каждой зоне магнитные поля, создаваемые соосно расположенными витками, направлены встречно друг к другу.

Недостатком указанного индуктора-прототипа является ограниченная возможность его многополюсного намагничивания кольцевых и дисковых магнитов лишь по секторным зонам при непригодности индуктора-прототипа для реверсивного многополюсного намагничивания кольцевых и дисковых магнитов с формированием концентрических круговых зон чередующейся полярности намагничивания.

В рассматриваемой связи объект настоящей заявки создает расширенную область применения намагничивания кругосимметричных магнитотвердых изделий с обеспечением их одностороннего реверсивного многоконтурного подповерхностного намагничивания в виде группы параллельно расположенных на внешней боковой цилиндрической поверхности изделия разнополюсных круговых полос.

Объект данной заявки создает, кроме того, расширенную область применения за счет реверсивного намагничивания стенок полых цилиндрических и стаканообразных магнитотвердых изделий с формированием как группы двухсторонне (зеркально) расположенных на боковой стенке изделия круговых параллельных зон подповерхностного разнополюсного намагничивания, так и параллельно расположенных, смещенных вдоль продольной оси изделия на его боковой поверхности круговых полос разнополюсного сквозного (профильного) намагничивания стенки изделия в радиальных направлениях.

Указанные возможности и технический результат достигаются тем, что для одностороннего реверсивного подповерхностного намагничивания сплошных кругосимметричных магнитотвердых объектов с формированием на внешней боковой цилиндрической поверхности изделия группы параллельно расположенных круговых зон с чередующейся полярностью намагничивания в индукторе, содержащем контурный высокопроводящий электрод с токоподводами для подключения к выходным клеммам внешнего источника тока намагничивания, контурный высокопроводящий электрод выполнен из посеребряной медной шины в виде (форме) предназначенного для внешнего наружного охвата боковой поверхности магнитотвердого намагничиваемого изделия симметричного зигзага, каждая секция которого изогнута по окружности так, что внутренний торец образованного при этом электрода индуктора совпадает (совмещается) с внешней боковой поверхностью вводимого в контур-электрод изделия.

Кроме того, расширенная область применения за счет реверсивного двухстороннего подповерхностного намагничивания и сквозного профильного намагничивания стенок полых цилиндрических и стаканообразных магнитотвердых изделий с формированием на боковых стенках изделия группы параллельных круговых полос разнополюсного намагничивания достигается тем, что заявляемый индуктор дополнительно снабжен вторым контуром-электродом, предназначенным для введения в полость намагничиваемого изделия и выполненным из посеребряной медной шины также в виде симметричного зигзага, каждая секция которого изогнута по окружности таким образом, что внешний торец образованного при этом второго прямоугольно-цилиндрического меандрового контура-электрода индуктора совпадает с внутренней цилиндрической поверхностью введенного в рабочий зазор между контурами-электродами индуктора полого изделия.

На фиг.1 представлена конструкция заявляемого устройства при помещении в него подлежащего импульсному намагничиванию сплошного кругосимметричного цилиндрического изделия; на фиг.2 схема взаиморасположения узлов заявляемого индуктора и подлежащего намагничиванию объекта при необходимости реверсивного намагничивания полых кругосимметричных изделий как цилиндрической, так и стаканообразной формы; на фиг.3 схема расположения полюсов у сплошного цилиндрического магнитотвердого изделия, реверсивно намагниченного с помощью предлагаемого индуктора в соответствии с фиг.1; на фиг.4 5 дислокация полюсов у полых цилиндрических магнитотвердых изделий, реверсивно намагниченных с помощью описываемого индуктора в случае использования им как первого, так и дополнительного второго контурных электродов в соответствии с фиг.2 при различных схемах подключения обоих контурных электродов индуктора к выходным клеммам источника импульсного тока.

Как видно из фиг.1, при необходимости реверсивного намагничивания сплошного магнитотвердого цилиндра 1 его охватывают снаружи со стороны боковой поверхности внешним первым контурным электродом 2, выполненным из посеребряной медной шины в виде симметричного зигзага, каждая секция 3 которого изогнута по окружности так, что внутренний торец электрода сопрягается с внешней боковой поверхностью подлежащего намагничиванию магнитотвердого цилиндра 1.

При этом окончания 4 и 5 контурного электрода 2 представляют собой токоподводы, предназначенные для подключения высокопроводящего контурного электрода 2 индуктора к выходу внешнего источника импульсного тока намагничивания (не показано), а внутренний торец рабочей части индуктора, представляющей собой симметричный зигзаг электрод 2, совмещается с внешней боковой поверхностью вводимого в контур-электрод магнитотвердого изделия 1.

После установления подлежащего реверсивному намагничиванию изделия 1 внутри электрода 2, т.е. в рабочем пространстве или промежутке последнего, токоподводы 4 и 5 индуктора подключаются к выходу внешнего источника тока намагничивания, и с выхода указанного источника на контур-электрод 2 индуктора подается токовый импульс, создающий внутри каждой пары смежных, изогнутых по окружности секций электрода 2 встречные магнитные потоки, которые пронизывают подповерхностные слои магнитотвердого изделия 1, обусловливая противополярное подповерхностное намагничивание последнего с формированием группы параллельно расположенных у его боковой цилиндрической поверхности круговых полос подповерхностного реверсивного намагничивания.

Соответствующая схема расположения полюсов у намагниченного таким путем сплошного магнитотвердого цилиндрического изделия показана на фиг.3, где намагниченный образец изображен в разрезе.

Аналогичный характер одностороннего поверхностного реверсивного намагничивания может быть также достигнут описываемым индуктором при охвате его внешним контуром-электродом 2 (см.фиг.1) как полых цилиндрических магнитотвердых изделий, в частности отрезков труб, так и стаканообразных изделий.

Дислокации полюсов у соответствующих объектов, намагниченных заявляемым индуктором при введении в него трубчатых и стаканообразных изделий, показаны соответственно на фиг.4 и фиг.5.

Для реверсивного двухстороннего подповерхностного намагничивания, а также для сквозного радиального профильного реверсивного намагничивания стенок полых цилиндрических магнитотвердых изделий с формированием на стенках изделия совокупности круговых параллельных полос разнополюсного намагничивания индуктор, наряду с первым (основным) электродом 6 (см.фиг.2), предназначенным для наружного охвата подлежащего намагничиванию изделия 7 со стороны его внешней боковой стенки, дополнительно снабжен вторым контурным электродом 8, который предназначен для введения внутрь (в полость) подлежащего реверсивному намагничиванию пустотелого изделия 7 для обеспечения двухстороннего охвата стенок этого изделия индуктором.

Дополнительный контурный электрод 8 выполнен, как и внешний электрод 6, из посеребряной медной шины в виде симметричного зигзага, каждое звено 9 которого изогнуто по окружности таким образом, что внешний торец образованного при этом второго зигзагообразного электрода 8 индуктора совмещается с внутренней цилиндрической поверхностью введенного между контурами-электродами 6 и 8 индуктора полого изделия 7.

Окончания 11 и 12 первого электрода 6 индуктора как и окончания 13,14 дополнительного второго электрода 8 представляют собой соответственно две пары токопроводов, предназначенных для совместного подключения в различных сочетаниях к выходным клеммам внешнего источника импульсного тока намагничивания.

В зависимости от порядка подключения токопроводов 11,12 и 13,14 контурных электродов 6 и 8 индуктора к выходу внешнего источника импульсного тока характер намагничивания полых кругосимметричных магнитотвердых изделий можно варьировать в широких пределах.

Так, для двухстороннего реверсивного подповерхностного намагничивания стенок пустотелого цилиндрического магнитотвердого изделия 7 токопроводы 11 и 13 индуктора раздельно подключают к обоим выходным клеммам внешнего источника импульсного тока намагничивания, а нижние токопроводы 12,13, принадлежащие обоим контурным электродам 6 и 8 индуктора, соединяют между собой. Токовый импульс, поступающий при этом на индуктор, последовательно обходит противолежащие друг другу секции контурных электродов 6 и 8 индуктора во взаимно противоположных встречных направлениях.

Это определяет однонаправленность магнитных потоков, создаваемых противолежащими друг другу участками контурных электродов 6 и 8 в промежутках между ними, охватывающих соответствующие участки боковых стенок подлежащего намагничиванию полого цилиндрического изделия 7.

Формируемые при этом кольцевые зоны чередующейся полярности намагничивания расположены параллельно друг другу, а противолежащие друг другу участки поверхности стенки полого изделия 7 в пределах одной кольцевой зоны намагничены одноименно. Схема намагниченности такого изделия с двухсторонним реверсивным подповерхностным намагничиванием стенок, при котором кольцевые зоны с чередующейся полярностью намагничивания расположены концентрично в параллельных плоскостях, ортогональных к продольной оси полого цилиндра 7, изображена на фиг.6.

Порядок чередования полярностей намагничивания параллельно расположенных кольцевых зон при двухстороннем подповерхностном реверсивном намагничивании стенок полых цилиндрических изделий может быть изменен путем переполюсовки подключения токопроводов 11 и 13 индуктора к выходным клеммам внешнего источника импульсного тока намагничивания при таком же соединении между собой токопроводов 12 и 14 индуктора, как и в рассмотренном ранее случае.

При необходимости профильного, т.е. сквозного по толщине реверсивного намагничивания стенок полого цилиндрического изделия 7 в радиальном направлении, токопроводы 11 и 13 индуктора параллельно подключают к одной из выходных клемм внешнего источника импульсного тока намагничивания, а токопроводы 12 и 14 индуктора параллельно подключают к другой выходной клемме указанного внешнего источника. В этом случае токовый импульс для радиально-сквозного реверсивного намагничивания стенок полого цилиндрического изделия 7 параллельно разветвляется на оба контурных электрода внешний 6 и внутренний 8, протекая через все противолежащие друг другу идентичные участки контурных электродов 6 и 8, расположенные по обе стороны соответствующих участков стенки полого изделия 7, в одинаковых (согласных) направлениях.

При этом магнитные поля, создаваемые при прохождении токового импульса через контурные электроды 6 и 8, взаимно компенсируют друг друга в промежутках между противолежащими один другому торцами соответствующих участков контурных электродов 6 и 8.

Параллельно с указанным процессом происходит суммирование магнитных потоков, создаваемых противолежащими друг другу идентичными участками электродов 6 и 8 в радиальном направлении полого цилиндрического изделия 7, что обусловливает сквозное профильное пронизывание боковых стенок цилиндра 7 по их толщине (вдоль радиусов цилиндра) результирующим суммарным магнитным потоком, создаваемым на каждом намагничиваемом участке стенки изделия 7 противолежащими друг другу элементами электродов 6,8 индуктора.

Получаемая в результате этого картина расположения полюсов у намагниченного полого изделия 7 показана на фиг.7, из которой видно, что при таком радиально-профильном реверсивном намагничивании стенок магнитотвердого полого цилиндра противолежащие друг другу участки поверхности его стенок в пределах каждой из параллельно расположенных кольцевых зон намагничены взаимно противоположно.

Порядок расположения полюсов у такого радиально намагниченного полого цилиндра (фиг.7) может быть изменен на противоположный переполюсовкой подключения пар токопроводов 11,13 и 12,14 к выходным клеммам внешнего источника тока намагничивания.

Область применения: в электротехнике, в частности в технических средствах для реверсивного намагничивания кругосимметричных изделий из магнитотвердых материалов. Сущность изобретения: индуктор для импульсного намагничивания содержит контурный высокопроводящий электрод с токоподводами для подключения к выходным клеммам внешнего источника импульсного тока намагничивания, а также снабжен вторым высокопроводящим контуром-электродом, предназначенным для введения внутрь полых цилиндрических магнитотвердых изделий с формированием на их боковых стенках группы параллельных круговых полос разнополюсного намагничивания. 1 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Индуктор для намагничивания деталей из магнитотвердых материалов, содержащий контурный электрод с токоподводами для подключения к выходу внешнего источника тока намагничивания, отличающийся тем, что контурный электрод выполнен из посеребренной медной ленты или шины в виде симметричного зигзага, все секции которого изогнуты по окружности так, что внутренний торец образованного при этом зигзагообразного контурного электрода сопрягается с внешней боковой цилиндрической поверхностью, вводимой в контурный электрод для намагничивания детали. 2. Индуктор по п.1, отличающийся тем, что он снабжен дополнительным вторым контурным электродом, также выполненным из посеребренной медной ленты или шины в форме симметричного зигзага с шагом, равным шагу зигзага первого контурного электрода, а все секции второго контурного электрода изогнуты по окружности меньшего радиуса, чем у первого зигзагообразного контурного электрода, причем наружный торец образованного таким образом дополнительного контурного электрода индуктора сопрягается с внутренней боковой цилиндрической поверхностью намагничиваемой детали.