Результат интеллектуальной деятельности: НАМАГНИЧИВАЮЩАЯ УСТАНОВКА (ВАРИАНТЫ)

Изобретение относится к области энергомашиностроения, в частности к установкам, предназначенным для производства постоянных магнитов.

Известно устройство для импульсного намагничивания путем формирования разового импульса намагничивания [авторское свидетельство №612291, H01F 13/00, 25.06.78, Бюл. №23], содержащее блок коммутации, включающий в себя электромагнит, зашунтированный анодом и резистором, тиристор, последовательно соединенный с электромагнитом, блок синхронизации и блок формирования запускающих импульсов, состоящий из последовательно включенных ключа и делителя напряжения на резисторах, причем ключ срабатывает от сигнала с блока синхронизации, а на управляющий электрод тиристора сигнал поступает с делителя напряжения на резисторах.

Недостатками данного устройства являются ограниченные функциональные возможности, вызванные тем, что намагничиваемый элемент промагничивается неоднородно.

Известно устройство для намагничивания [патент РФ №2328788 С1, H01F 13/00, 10.07.2008], которое включает в себя электромагнит, блок управления, параллельно соединенные реле времени и пускатель. Параллельно к блоку управления длительностью и скважностью подключена электрическая цепь из последовательно соединенных электромагнитов, амперметра, нагревательного элемента с параллельно подключенным вольтметром.

Недостатками данного устройства являются ограниченные функциональные возможности, вызванные тем, что намагничиваемый элемент промагничивается неоднородно.

Известно устройство [патент РФ №2222843 С2, H01F 13/00, 20.07.2003], содержащее два индуктора для двухполюсного и для многополюсного намагничивания и источник импульсного тока. Площадь поперечного сечения соседних полюсов многополюсного индуктора имеет соотношение 1:1,2. Рабочие зазоры индукторов соединены между собой прямым каналом с поперечным сечением, соответствующим размерам намагничиваемых магнитов. Намагничивающие обмотки индукторов соединены последовательно и подключены к общему источнику импульсного тока.

Недостатками данного устройства являются ограниченные функциональные возможности, вызванные тем, что намагничиваемый элемент промагничивается неоднородно.

Известен способ намагничивания ферромагнитных материалов с высокой коэрцитивной силой при создании постоянных магнитов [Преображенский А.А., Биширд Е.Г. Магнитные материалы и элементы, 3 изд., М., 1986] путем помещения ферромагнитных образцов различной конфигурации в насыщающее постоянное магнитное поле или путем помещения таких материалов в соленоид с импульсом однонаправленного тока, создаваемого электрическим разрядом от импульсного высоковольтного конденсатора с достаточной энергией в импульсе.

Недостатками данного способа являются ограниченные функциональные возможности, вызванные тем, что намагничиваемый элемент промагничивается неоднородно.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к заявленной намагничивающей установке является намагничивающая установка, реализующая способ намагничивания ферромагнитного тороида [патент РФ 2451351,С2, H01F 13/00, 20.01.2012], содержащая ферромагнитный тороид, электромагнит, выполненный в виде соленоида, ось которого совмещена с осью симметрии ферромагнитного тороида, дополнительные обмотки, накладываемые на тороид, источник импульсного тока.

Недостатками ближайшего аналога являются ограниченные функциональные возможности, вызванные тем, что намагничиваемый элемент промагничивается неоднородно, а также намагничивание осуществляется только в осевом направлении.

Задача изобретения - расширение функциональных возможностей, благодаря полному промагничиванию намагничиваемого элемента в радиальном направлении.

Техническим результатом является полное промагничивание намагничиваемых элементов в радиальном направлении и снижение энергетических затрат в процессе намагничивания.

Поставленная задача решается и указанный технический результат по первому варианту достигается тем, что в намагничивающей установке, содержащей электромагнит, источник импульсного тока и дополнительные обмотки, намотанные на намагничиваемом элементе, намагничиваемый элемент, выполненный в виде тороида, согласно изобретению электромагнит выполнен в виде n-полюсного сердечника, между полюсами которого намотаны дополнительные обмотки на намагничиваемом элементе.

Поставленная задача решается и указанный технический результат по второму варианту достигается тем, что в намагничивающей установке, содержащей электромагнит, источник импульсного тока и дополнительные обмотки, намотанные на намагничиваемом элементе, намагничиваемый элемент, выполненный в виде тороида, согласно изобретению электромагнит выполнен в виде n-проводников в защитных капсулах, расположенных по внешнему и внутреннему радиусу намагничиваемого элемента, между проводниками электромагнита намотаны дополнительные обмотки на намагничиваемом элементе.

Сущность изобретения поясняется чертежами. На фиг.1 изображена намагничивающая установка по первому варианту. На фиг.2 изображена намагничивающая установка по второму варианту. На фиг.3 изображены результаты компьютерного моделирования намагничивания постоянного магнита согласно изобретению. На фиг.4 изображены результаты компьютерного моделирования намагничивания постоянного магнита на прототипе.

Предложенное устройство по первому варианту (фиг.1) содержит электромагнит, выполненный в виде n-полюсного сердечника 1 с катушками 2, соединенными электрически с источником импульсного тока 3, намагничиваемый элемент, выполненный в виде тороида 4, установленный на сердечнике 5, на котором намотаны дополнительные катушки 6, соединенные электрически с источником импульсного тока 3.

Предложенное устройство по второму варианту (фиг.2) содержит электромагнит 1, представляющий собой n-проводников в защитных капсулах 2, соединенных электрически с источником импульсного тока 3, расположенных по внешнему и внутреннему радиусу намагничиваемого элемента, выполненного в виде тороида 4, установленного на сердечнике 5, на намагничиваемом элементе 4 намотаны дополнительные катушки 6, соединенные электрически с источником импульсного тока 3.

Предложенное устройство по первому варианту работает следующим образом: на сердечнике 5 устанавливается намагничиваемый элемент, выполненный в виде тороида 4, на котором между полюсами электромагнита 1 наматывается дополнительные катушки 6, которые последовательно соединяют с электромагнитом 1 и источником импульса тока 3, после чего через катушки электромагнита 2 и дополнительные катушки 6 проходит импульс тока от источника импульсного тока 3, величина которого соответствует магнитному насыщению намагничиваемого элемента, причем направления импульса тока чередуется по полюсам электромагнита 1, после чего с намагничиваемого элемента 4 снимают катушки 6 и вынимают его из сердечника 5.

Предложенное устройство по второму варианту работает следующим образом: на сердечнике 5 устанавливается намагничиваемый элемент, выполненный в виде тороида 4, между проводниками 2, наматывается дополнительные катушки 6, которые последовательно соединяют с электромагнитом 1 и источником импульса тока 3, после чего через проводники 2 и дополнительные катушки 6 проходит импульс тока от источника импульсного тока 3, величина которого соответствует магнитному насыщению намагничиваемого элемента 5, причем направления импульса тока чередуется по проводникам, намотанным на внешней и внутренней поверхности электромагнита 2, после чего намагничиваемый элемент 4 снимают с сердечника 5.

Таким образом, намагничиваемый элемент промагничивается полностью (фиг.3) в отличие от прототипа (фиг.4). На фиг.3, фиг.4 более светлым цветом отмечены участки, на которых магнитное поле минимально.

Итак, заявляемое изобретение позволяет осуществлять полное промагничивание намагничиваемого элемента в радиальном направлении.

В результате намагничивающая установка позволяет полное промагничивание намагничиваемых элементов в радиальном направлении и повышение тем самым их магнитных характеристик, а также минимизировать энергетические затраты в процессе намагничивания.