[发明专利]一种各向异性V型取向磁环

说明书

技术领域

本发明涉及一种各向异性V型取向磁环，属于磁性材料领域。

背景技术

随着科学技术的日新月异和新材料的迅猛发展，磁性材料领域的发展速度十分惊人，在个性异性磁性材料领域，线性取向充磁，扇性取向充磁，辐射取向充磁都得以广泛的应用和实施，其材料也广泛地应用于各行各业。但是在各向异性V型取向磁环方面还属空白，限制了其在一定领域的发展。在无摩擦磁力轴承领域，目前还在广泛采用同性相斥的原理，用两块磁体同性相斥，只有线性的排斥力，必然导致其侧移或翻转，无法达到无摩擦磁力轴承的效果，而采用辐射环制作的磁力轴承，虽然解决了径向支撑力的问题，但是轴向力的问题并没有解决，仍然无法达到无摩擦磁力轴承的效果，而用V型取向磁环组合成的磁力轴承，完全可以实现无摩擦磁力轴承的效果(如图四所示)，而且，可以通过调节V型取向磁环的夹角，调整轴承的轴向力和径向力，使其有效地工作。我们都知道，近期我国的绿色能源----风力发电机行业发展十分迅猛，风力发电机是通过风力带动叶片旋转，而叶片的转轴与励磁转子共为一体，叶片的转动带动了励磁转子的转动，因而在励磁定子上产生磁力线的变化而产生电流进行发电工作的，对于风力发电机，其工作的好坏主要取决于安装地区风速的大小、迎风角度、系统的摩擦力和做功产生的励磁力，对于一般的风力发电机，常年工作风速要在3～4M/s才能正常发挥作用，即使在我国风能充沛的西北地区，具有这样的风能区域也就在5％左右，工作区域十分有限，对于发电产生的励磁力，是无法克服的，只有通过优化设计加以减少，而系统的摩擦力，我们可以通过采用无摩擦磁力轴承完全消除摩擦力，据风力发电机行业权威人士透露，在采用了无摩擦磁力轴承和优化励磁磁路设计后的中小型风力发电机，可以实现常年工作风速在≤1.7M/s就能正常工作的风力发电机，这样在我国的西北地区就有＞60％的区域可以正常使用这一绿色能源的风力发电机，而在全国就有＞30％的区域可以正常使用这一绿色能源的风力发电机，从而达到提高风力发电机的效率和提高风力发电机适用区域的目的。这里要强调说明的是无摩擦磁力轴承在减小迎风角度和消除系统的摩擦力方面功不可末。另外，该V型取向磁环还可广泛地用于稳定的磁悬浮和无摩擦磁传动等领域。

发明内容

本发明的目的是提供一种磁环体本身与其轴线具有一定的夹角，而磁环体的取向方向也与其轴线有一定的夹角，利用V型取向磁环的V型取向磁场，解决线性、扇形、辐射磁场不能有效完成的工作，从而扩大各向异性磁性材料的应用领域的各向异性V型取向磁环。

本发明的目的是通过以下方式实现的：

本发明包括磁环体，其特征是：磁环体是一个由各向异性磁性粉末材料制成的锥形环，磁环体的轴向切面呈V字型，其取向和充磁方向垂直于V字型截面，与磁环体的轴心线形成夹角，使得各向异性磁性材料形成取向、充磁方向与磁环体的轴心线具有对称夹角。

所述各向异性磁性粉末材料是稀土永磁磁性材料和/或非稀土永磁磁性材料；

所述磁环体的轴向切面的V型夹角是10°～170°，从而取向和充磁方向与磁环体的轴心线的夹角是5°～85°；

本发明的各向异性V型取向磁环能够进行多级充磁，做成多级V型取向磁环，其级数是2～n级，n是大于2的整数。

各向异性V型取向磁环的制备方法：

众所周知，所有的各向异性磁性材料都是通过合金制备、制粉、取向成型和烧结四大工艺流程的，磁体的取向方式是由其取向成型工序来完成的，而取向都是由电磁铁产生磁场，通过铁轭引导磁路，在一定的工作气隙下形成工作磁场。在工作磁场区域内，安装有成型模具，在其模腔内放入各向异性磁性粉末材料，从而对模腔内各向异性磁性材料进行取向，取向后的各向异性磁性材料在上、下压头的压力作用下，压制成粉末有序排列的坯料，脱模后经烧结就成为各向异性磁性材料毛坯，毛坯经加工、充磁后就成为有用之材了。

各向异性V型取向磁环就是在具有“卧8字型”或“卧日字型”的磁路结构中，通过铁轭引导磁路和隔磁阻断磁路的方法，在为V型成型磁环特制的模腔内，形成对V型成型模腔内的粉末进行垂直于V型面的取向，使其各向异性磁性粉末材料垂直于V型面有序排列，在为V型成型磁环特制的上、下压头压力的作用下，压制成V型取向磁环坯料，坯料脱模后经烧结工艺处理后，就成为了各向异性磁性材料V型取向磁环的毛坯，该毛坯经内锥面磨、外锥面磨和平面磨等工序加工后，就成为了具有一定精度和光洁度的V型取向磁环，该磁环再通过专用的V型取向磁环充磁机充磁后，就成为了有用的V型取向磁环了。