[发明专利]一种永磁磁环组件及其制备方法

说明书

本发明公开了一种永磁磁环组件及其制备方法，属于永磁磁环技术领域，解决了现有永磁磁环的辐射多级磁环受限于充磁技术，磁环上磁极数量有限，难以提供高分辨率的磁场波形；永磁磁环属于脆性材料，加工难度大，无法通过单极充磁与磁环复杂加工的形式获得高质量的磁场波形的问题。永磁磁环组件包括内圆环和外圆环；内圆环作为永磁环，外圆环作为导磁环；永磁环的外径面与导磁环的内径面相接；永磁环的内径面沿圆周方向为同一极性；导磁环包括多个周期性排列的磁场波形调整区，磁场波形调整区由导磁环上加工去除掉一部分材料形成的空陷区与导磁环本体共同构成。本发明的永磁磁环组件可提供丰富多样的磁场波形，大大提升波形的分辨率，且加工简单。

技术领域

本发明属于永磁磁环技术领域，尤其涉及一种永磁磁环组件及其制备方法。

背景技术

永磁磁环常用在航空航天导航定位系统、精密机床控制系统等高科技控制器的核心部位中，具有不可替代的作用。永磁磁环使用时一般采用辐射多极充磁，磁头传感器布置在磁环外圆面一定距离处。磁环旋转时，通过测量由于磁环与传感器相对位置发生变化时磁环不同位置气隙磁密的波形变化，换算出与波形变化及波形数量相关的角位移大小、角速度等信号。磁场波形的好坏、分布角周期，直接决定着测试的精度和分辨率。

如图1所示，现有的磁环是采用辐射多极的方式进行充磁，在磁环的圆周面上形成多对的N/S极，磁信号来源于磁环圆周面上间隔分布的N极和S极，当磁环或磁头转动时，传感器通过读取N/S极磁场信号的变化，来输出相应的信号。这种磁极分布结构存在如下缺点：一是，随着磁极个数增加，磁力线在相邻磁极之间形成闭合回路的比例大幅增加，致使磁场作用距离减小，磁头接收到的磁信号衰减，使得磁传感器的输出信号质量降低，而磁环上磁极的数量对磁传感器的分辨率具有重要影响。二是，由于充磁技术的局限性，一般，磁环上N极和S极之间难以避免的存在一个无磁区，无磁区均匀性、宽度、形状直接决定磁信号的均匀性、宽度和形状，进而决定磁传感器的输出信号质量。因此，采用辐射多极磁环，在现有技术下，相邻磁极间的距离一般不小于2mm。以直径为30mm的磁环为例，周长为94.2mm，使用辐射充磁，最多只能有47个磁极。要增加辐射多极磁环的极数以获得更高的分辨率，就不得不将磁环的直径做大，致使整体测试单元体积变大，成本变高。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种永磁磁环组件及其制备方法，至少能够解决以下技术问题：(1)现有的永磁磁环上存在磁力线闭合及无磁区，导致波形信号质量差；(2)现有的永磁磁环加工难度大，难以精密加工。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种永磁磁环组件，永磁磁环组件包括内圆环和外圆环；内圆环作为永磁环，外圆环作为导磁环；永磁环的外径面与导磁环的内径面相接；永磁环的内径面沿圆周方向为同一极性；导磁环包括多个周期性排列的磁场波形调整区。

进一步的，磁场波形调整区通过在导磁环的外径面或/和内径面加工峰谷结构形成。

进一步的，磁场波形调整区是由导磁环上去除掉一部分材料形成的空陷区与导磁环本体共同构成。

进一步的，导磁环的上的空陷区分布在外径面或/和内径面。

进一步的，空陷区的形状为梯形槽、三角形槽、矩形槽、楔形槽、圆形槽、方槽、圆弧槽、波形槽或倒“凸”字形槽中的一种或几种的组合。

进一步的，永磁环的材料为永磁材料。

进一步的，永磁环的材料为钐钴永磁材料、钕铁硼永磁材料、铝镍钴永磁材料或永磁铁氧体。

进一步的，导磁环的材料为软磁材料；

优选的，软磁材料为坡莫合金，硅钢，电工纯铁，软磁碳钢或软磁铁氧体。

进一步的，导磁环的内径面与永磁环的外径面紧贴。