[实用新型]永磁体与软磁体相互作用获取变化磁场的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及电磁应用技术领域，尤其是永磁体与软磁体相互作用而产生变化磁场的装置。

背景技术

众所周知，永磁体由硬磁材料制成，永磁体具有高矫顽力、剩磁大、磁化后不易退磁，而软磁体是由软磁材料制成，矫顽力低、剩磁低、易磁化、易去磁，。永磁体能磁化其周围软磁体，使软磁体也呈现磁极性。永磁体与软磁体之间的气隙越小，永磁体对软磁体的磁化作用越强。被磁化软磁体与永磁体之间存在静磁能量，使永磁体与软磁体之间存在磁场吸力，如果要将永磁体与软磁体分离，则需要外加一定的外力以克服永磁体与软磁体之间磁吸力。

在电磁应用领域，变化磁场是经常遇到的概念，也是实际所需要的一种能量形式。变化磁场可分为交替变化磁场和脉动变化磁场，所谓交替变化磁场是指磁极的极性做交替变化、同时磁场强度也做大小变化，所谓脉动变化磁场是指磁极的极性不变，只是磁场强度做大小变化。变化磁场是电动机运转的必要条件，交流和直流电动机是通过定子线圈中的电流产生激励磁场形成旋转磁场，与转子线圈中的电流激励磁场相互作用，以实现电能转换为机械能的。而永磁直流电动机，旋转磁场也是由定子线圈中激励电流产生，而转子则是用永磁材料替代线圈或导流体，从而大大的减少了电磁转换中的铜损、铁损，所以永磁直流电机效率得到明显提高。无论是交流和直流电动机，还是永磁直流电动机，转子转动的前提条件是需要有旋转磁场，传统的旋转磁场均是通过向线圈中通入交变电流所产生的。当交变电流通入线圈时，由于线圈本身存在线损、被线圈感应磁化的导磁材料也存在铁损，这些都影响到电动机效率的进一步提高。

实用新型内容

本实用新型的目的是给出通过永磁体与软磁体之间相互作用以获取变化磁场的装置，同时还给出了减小永磁体与软磁体相互作用过程时磁阻力的装置，从而进一步提高通过机械能获取变化磁场的效能，以较低能耗获得周期性变化磁场。

为实现上述发明目的，本实用新型设计出了永磁体与软磁体相互获取变化磁场的装置。根据所获取变化磁场特性的不同，变化磁场装置划分为交替变化磁场装置和脉动变化磁场装置。两类装置按其功能特点、组合关系，又可进一步细分为交替变化磁场组件、交替变化磁场单元、交替变化磁场系统、交替变化磁场应用系统和脉动变化磁场组件、脉动变化磁场单元、脉动变化磁场系统、脉动变化磁场应用系统。组件是最基本构件，组件构成单元，单元构成系统，系统构成应用装置。

本实用新型给出的“交替变化磁场组件”的构成包括有，可旋转永磁体、固定软磁体和隔磁体，固定软磁体为两个，两个固定软磁体合围永磁体的两个磁极面，两个固定软磁体与永磁体之间存在极小的气隙，两个固定软磁体之间被隔磁体隔开，从而构成了一个“交替变化磁场组件”，永磁体能在与其具有很小气隙的两个固定软磁体中旋转运动，永磁体周期性磁化软磁体，即可在两个固定软磁体的负载磁场引出端处获取交替变化磁场。如附图1所示，当永磁体14的N极指向正上方，永磁体14通过两侧软磁体11、13形成磁回路，永磁体与其两侧的软磁体处于“磁稳定状态”，此时若要旋转永磁体，需要外力克服永磁体与软磁体之间形成的“磁阻力”，“磁稳定状态”下，左侧软磁体磁场引出端15处和右侧软磁体磁场引出端16处的磁场强度接近于零，如附图2所示，当永磁体14的N极指向左方，永磁体对其两侧软磁体11、13的磁化作用最强，由于两块软磁体被隔磁体12隔离，永磁体14的磁路处于开路状态，永磁体与其两侧的软磁体处在“磁不稳定状态”，左侧软磁体磁场引出端15处呈现N极，右侧软磁体磁场引出端16处呈现S极，且软磁体的磁场强度最强。“磁不稳定状态”存在向下一个“磁稳定状态”变化的趋势，从磁力线角度来看，“磁不稳定状态”下，永磁体N极出发的磁力线由于两个软磁体被磁隔离而无法构成磁回路，能够运动的永磁体势必会朝着缩短、伸直磁力线以形成磁力线回路的态势变化，即永磁体存在恢复到“磁稳定状态”的趋势，由于永磁体存在固有的磁能量，所以本装置从“磁不稳定状态”向“磁稳定状态”变化的过程中，会形成“磁恢复力”，该“磁恢复力”能促使永磁体旋转。

以上述“交替变化磁场组件”为基础，本实用新型给出了“可调式交替变化磁场组件”，该“可调式交替变化磁场组件”是在两个固定软磁体中部相对设置有凸极，两个凸极构成了固定软磁体的控制磁场引出端，带弧矩形柱体旋转软磁体位于该两个弧形凸极之间，并留有极小的旋转气隙，当旋转软磁体带弧矩形长轴呈水平状态，如附图3所示，旋转软磁体与两个凸极之间存在很小的气隙，当旋转软磁体带弧矩形长轴呈垂直状态，如附图4所示，旋转软磁体与两个凸极之间的气隙为最大，如此构成了一种“可调节交替变化磁场组件”。