CN105515319A - 导电材料的磁力作用装置 - Google Patents

Abstract

一种导电材料的磁力作用装置，做成吸盘形式，该吸盘与导电材料贴近在一起，能在导电材料内产生感应涡流，吸盘由导磁铁芯和绕圈绕组构成，铁芯可以是圆盘形、半圆柱形、半球形或其它任意拓扑结构，铁芯上开槽以镶嵌线圈绕组，线圈绕组为对称连接的任意多相绕组，外接三相或多相电源，能产生旋转磁场的吸盘也可以是由永磁体N极、S极交替排布组成的永磁转子构成，所述永磁转子由驱动机构带动旋转从而形成永磁体产生的旋转磁场。本发明的磁力作用装置解决了传统电、永磁吸盘不能吸吊非导磁金属材料的难题；还可以应用于制造成一种新的悬浮在导电材料上面的磁力悬浮装置。

Description

导电材料的磁力作用装置

技术领域

本发明是一种利用电磁感应原理，外加磁场与导电材料内的感应涡流磁场相互作用产生磁力作用装置，属于电、永磁吸盘行业。

背景技术

众所周知，电磁吸盘或永磁吸盘的应用已经非常广泛，例如：起重设备用的电磁或永磁吸盘；金属切削加工机床的快速装夹；注塑机的快速换模等等，但是，以上种种的传统电磁吸盘或永磁吸盘的应用，都只能吸附或吸吊一种导磁性材料。对于非导磁性导电材料例如：铜、铝、不锈钢以及许多不导磁的合金钢等都无法产生磁力作用。本发明目的是提供一种只要是导电材料皆可以与其产生磁力作用的装置，填补此类技术的空白。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：对传统电磁吸盘或永磁吸盘的彻底革新，解决其不能吸吊非导磁导电材料的问题，具体方案如下：

一种导电材料的磁力作用装置，该装置与导电材料贴近在一起，能在导电材料内产生感应涡流，由导磁铁芯和绕圈绕组构成，铁芯可以是圆盘形、半圆柱形、半球形或其它任意拓扑结构，铁芯上开槽以镶嵌线圈绕组，线圈绕组为对称连接的任意多相绕组，外接三相或多相电源，其产生旋转磁场的原理与电动机产生旋转磁场的原理一样。

导电材料的磁力作用装置做成吸盘形式，吸盘也可以是由永磁体N极、S极交替排布组成的永磁转子构成，所述永磁转子由驱动机构带动旋转从而形成永磁体产生的旋转磁场。

本发明的工作原理是：当产生旋转磁场的吸盘靠近导电材料时，根据法拉第电磁感应定律可知导电材料上就会产生感应涡流，进而产生感应磁场，感应磁场与吸盘的旋转磁场相互作用会产生两个属性：一个是与旋转磁场同旋向的电磁转矩；一个是垂直于感应涡流平面或曲面的电磁力。该电磁力的方向可以是吸力，也可以是排斥力，取决于旋转磁场的旋转速度，其大小即为本发明的磁力作用装置对导电材料磁作用力大小。

磁力作用装置产生的旋转磁场的旋转速度有一个临界转速，设临界转速为n1，旋转磁场的转速为n，旋转磁场的强度为B，与旋转磁场相接近的导电材料中的感应涡流磁场强度为b，导电材料的阻抗为z，则当n小于n1时，磁力作用装置与导电材料相吸；当n大于n1时，磁力作用装置与导电材料相斥；其中，当B增强时，相应b也变大，z不变，n1变小。

为消除电磁转矩的影响，吸盘装置可配对使用，且配对使用的吸盘装置的旋转磁场的旋转方向相反，这样产生的电磁转矩的方向也相反从而相互抵消。

有益效果：

1.本发明的磁力作用装置解决了传统电、永磁吸盘不能吸吊非导磁金属材料的难题。

2.本发明的磁力作用装置可以应用于制造成一种新的悬浮在导电材料上面的磁力悬浮装置。

附图说明

图1是本发明实施例圆盘铁芯加线圈绕组的结构示意图。

图2是图1俯视剖面结构示意图。

图3是本发明实施例永磁转子产生旋转磁场的结构示意图。

图4是具体实施例3中旋转磁场转速与相互作用力的关系图。

图中：1.吸盘固定外壳、2.铁芯、3.线圈绕组、4.密封填料、5.永磁转子、6.隔板。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。本发明的导电材料的磁力作用装置做成磁力吸盘的形式，具体实施例如下：

实施例一：图1、2为一种圆盘式铁芯2加线圈绕组的磁力吸盘，采用的是三相4极24槽的结构，Y形联接，星点在内部并接好，引出线三根外接三相变频电源，有点类似一种盘式感应电动机的定子。整体结构由吸盘固定外壳1来固定，绕圈绕组3的内圆端部和外圆端部以及槽口部分加密封填料4来作密封、紧固、绝缘，密封填料4的材料可以为有改性添加剂的环氧树脂或其它类似材料。

实施例二：图3为一种由永磁转子旋转产生旋转磁场的磁力吸盘，由吸盘固定外壳1、永磁转子5和隔板6构成，吸盘固定外壳1固定永磁转子5，隔板6位于吸盘固定外壳1底部隔离永磁转子5，永磁转子5由驱动机构带动旋转，隔板6为非导电材料，隔板6底面的旋转磁场的磁感应强度平均值为1.1特斯拉，间隙为1.5mm，导电材料为紫铜板，旋转磁场转速与相互作用力的关系见图4，临界转速约为70rpm。

实施例三：本发明的导电材料的磁力作用装置还可以做成磁悬浮机构，结合实施例一或实施例二，调整旋转磁场参数，转速高于临界转速，与导电材料间的轴向磁作用力表现为排斥力，形成一种新型磁力悬浮机构。

Claims (7)

1.一种导电材料的磁力作用装置，其特征是：该磁力作用装置能产生旋转磁场，所述能产生旋转磁场的磁力作用装置与导电材料贴近在一起，能在导电材料内产生感应涡流，旋转磁场与导电材料产生相互作用力。

2.根据权利要求1所述导电材料的磁力作用装置，其特征是：所述磁力作用装置包括铁芯和线圈绕组，铁芯是圆盘形、半圆柱形、半球形或其它任意拓扑结构中的一种，铁芯上开槽以镶嵌线圈绕组；线圈绕组为对称连接的任意多相绕组。

3.根据权利要求1所述导电材料的磁力作用装置，其特征是：所述磁力作用装置包括永磁体N极、S极交替排布组成的永磁转子，所述永磁转子由驱动机构带动旋转从而形成永磁体产生的旋转磁场。

4.根据权利要求1-3任一项所述导电材料的磁力作用装置，其特征是：磁力作用装置产生的旋转磁场的旋转速度有一个临界转速，设临界转速为n1，旋转磁场的转速为n，旋转磁场的强度为B，与旋转磁场相接近的导电材料中的感应涡流磁场强度为b，导电材料的阻抗为z，则当n小于n1时，磁力作用装置与导电材料相吸；当n大于n1时，磁力作用装置与导电材料相斥；其中，当B增强时，相应b也变大，z不变，n1变小。

5.根据权利要求2所述导电材料的磁力作用装置，其特征是：所述磁力作用装置中铁芯为圆盘式铁芯，圆盘式铁芯加线圈绕组组成磁力吸盘，采用三相4极24槽结构，Y形联接，星点在内部并接好，引出线三根外接三相变频电源，整体结构由吸盘固定外壳固定，绕圈绕组的内圆端部和外圆端部以及槽口部分加密封填料来作密封、紧固、绝缘，密封填料的材料为有改性添加剂的环氧树脂。

6.根据权利要求3所述导电材料的磁力作用装置，其特征是：所述磁力作用装置包括吸盘固定外壳、永磁转子和隔板，吸盘固定外壳固定永磁转子，隔板位于固定吸盘外壳底部隔离永磁转子，永磁转子由驱动机构带动旋转，隔板为非导电材料。

7.根据权利要求2、3、5、6任一项所述导电材料的磁力作用装置，其特征是：所述磁力作用装置配对布置，旋转磁场的旋转方向相反，相对位置满足相互抵消电磁转矩。