[实用新型]避免异常磁化的强磁场永磁机构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种强磁场永磁机构，特别是涉及一种避免异常磁化的强磁场永磁机构，是对现有强磁场永磁机构的改进，属于永磁强磁场技术。

背景技术

传统永磁机构一般由永磁体和软铁磁极构成，气隙场强无法超过永磁材料剩磁Br，即使采用剩磁为1.2T的钕铁硼，气隙场强一般也不超1T，要获得超过永磁材料剩磁的磁场，必须采用特殊的永磁体结构方案。

魔环是一截全部由永磁材料制成的空心圆柱体，令永磁材料充磁方向沿圆柱体圆周作不同规律的变化，在空心圆柱体内部可获得二极、四极、六极等不同极数的磁场。理想二极魔环的空腔内是完全均匀的磁场，周围没有漏磁场，可以在空腔内产生永磁材料本身剩磁数倍的强磁场，这种结构具有重量轻、结构紧凑等优点。但理想的魔环在工程上是办不到的，实际可行的办法是把连续的结构离散为若干块曲边梯形，每块梯形磁体的磁化方向仍保持原来的变化规律，此时魔环中心气隙磁场为：

$B=B_r\·\left(\frac{\sin (2\mathrm{\π}/n)}{(2\mathrm{\π}/n)}\right)\·\ln \left(\frac{r_2}{r_1}\right)$

式中n为魔环离散单元数，B_r为永磁材料剩磁，r₁、r₂分别为魔环内、外径。理论上魔环结构的磁体可以产生无限大的磁场，但实际上随着内外径比值的增大，魔环内容易出现下列异常磁化现象，使气隙磁场低于理想值：

1.局部过饱和。强磁永磁机构中出现了局部合成磁场大于该处永磁材料本身剩磁，而且二者方向相同，当合成磁场大于永磁材料饱和感应强度时即出现局部过饱和问题。

2.局部退磁。强磁永磁机构中地出现了局部合成磁场大于该处永磁材料内禀矫顽力，而且方向与剩磁相反，即出现局部不可逆退磁问题。

3.旋转磁化。永磁机构装配过程中局部合成磁场磁化方向与大小不断改变，每个磁体磁化强度的大小和方向均随外界合成磁场的变化而改变，于是出现了旋转磁化。

美国卫星状况中心某核子漂移管的直线加速器使用了一种16单元四极魔环，其内径为18.5mm，高为35.00mm，魔环中心气隙处场强达4.64T，各永磁块间即非粘接也非螺栓固定，而是采用一铝环安装在魔环外面起固定作用。