烧结钕铁硼磁体或磁体组件的充磁方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及钕铁硼永磁体充磁技术领域，特别地，涉及一种静磁场高温饱和充磁 烧结钕铁硼磁体或磁体组件的方法及装置。
【背景技术】
[0002] 永磁材料一般用作磁场源，在一定的气隙内提供稳定的磁场。随着高效钕铁硼永 磁同步电动机的出现和发展，由变频器供电的无刷直流和调速永磁同步电动机加上转子位 置闭环控制系统后，在要求高控制精度和高可靠性的场合，如航空航天、数控机床、机器人、 电动汽车、计算机外围设备和家用电器等方面都得到了广泛应用。
[0003] 然而随着永磁电机作为一种很有发展潜力的高效节能动力装置在工业生产和日 常生活的诸多领域都得到越来越多的广泛应用，就必须寻找一种可以有效降低生产成本， 简化安装工艺，提高组装和充磁的生产效率，提高永磁体在磁路中的定位精度，减少磁体破 损，提高永磁体器件特别是永磁电机的运行性能的技术。
[0004] 众所周知，1)烧结钕铁硼磁体脆性高，易损坏，在充磁后由于磁体磁力的相互作 用，磁体安装过程中易发生由于磁体间相互作用而产生的碰撞，导致磁体受损，甚至磁体因 受损而报废。2)在充磁磁体装配的过程中，易发生由于磁体相互作用而发生的安装位置移 动，导致磁路定位不准确，致使产品装配失败，从而致使产品性能受损甚至报废。3 )如先将 未充磁烧结钕铁硼磁体组装后充磁，易出现充磁不饱和，或在充磁过程中磁体相互碰撞导 致磁体受损的问题。
[0005] 但是，如果将已装配成型后的烧结钕铁硼磁体及磁体组件进行饱和充磁，就不会 在充磁过程中导致磁体受损，因此寻找一种可以对已成型后的烧结钕铁硼磁体进行饱和充 磁的充磁方法就成为了攻克以上技术难题的关键。当今，永磁电机在油混汽车领域的应用 正蓬勃兴起，提高组装和充磁的生产效率、提高永磁体在磁路中的定位精度、减少磁体破 损、提高永磁电机的运行性能正是油混汽车领域的技术难题。
[0006] 钕铁硼磁体的传统充磁方法主要有：直流充磁、脉冲磁场充磁、超导磁场充磁三种 方法。直流充磁：在电磁铁线圈中通直流电，产生充磁磁场。脉冲磁场充磁：先将交流电转 成直流电存储在电容器中，然后使电容瞬时放电或用大容量晶体管放电，在冲刺线圈内产 生强的脉冲电流，从而产生强的脉冲磁场，使线圈内的磁体被磁化。脉冲放电时，几毫秒内 的脉冲电流可达到100KA以上，一般脉冲充磁装置所能提供的最大磁场约为6-10T，原则上 可以将矫顽力为2400KA/m的永磁材料在退磁状态下将磁体充磁到达饱和。超导磁场充磁 方法：用超导材料绕制螺旋管，降温到超导临界温度一下，其电阻会突然消失，只要在超导 线圈上加很小的电压，就可以产生很强的超导磁场。
[0007] 然而，直流充磁：由于耗能大、起动慢、冷却困难而难以产生强的充磁磁场。脉冲 磁场充磁在充磁过程中会对产品造成一定的脉冲冲击。超导磁场充磁方法：这种装置需要 液态氮等制冷剂。以上充磁方法均不适用于在工业生产中对已装配成型后的烧结钕铁硼磁 体进行饱和充磁。
[0008] 中国专利CN200580047428. 0公开了一种磁化成永久磁体的方法，CN 200680012617. 9公开了一种磁体充磁的装置和方法。
[0009] 但是，在利用上述方法进行实际磁化过程时发现，在对已成型后的烧结钕铁硼磁 体进行充磁时，尽管可以用较弱的磁场对待充磁产品进行一定程度的磁化，但是，磁化后磁 体难以保证达到饱和充磁，磁性能一致性较差；充磁装置结构复杂，充磁应用范围小；保温 温度范围较大，温度控制粗糙，从而难以保证磁体在装配后磁路可以达到产品所需的精确 定位控制要求，进而难以保证磁体在电机、器件的使用当中，器件对磁性能的高控制精度要 求和器件性能的高可靠性。
【发明内容】
[0010] 本发明的目的在于提出一种可以将已成型后的烧结钕铁硼磁体进行饱和充磁，又 不会在充磁过程中导致磁体受损的充磁方法及装置。
[0011] 本发明提出一种烧结钕铁硼磁体或磁体组件的充磁方法，其特征在于包括如下步 骤： a、 将待充磁烧结钕铁硼磁体或磁性组件放入充磁装置的充磁区； b、 调节所述充磁装置的上下磁头与所述待充磁磁体或磁性组件紧密贴合； c、 将所述充磁装置放入温度箱中； d、 以每5-15°C保温1-5分钟为一个升温阶梯，直至温度达到290°C ±15°C，温度偏 差：±1.0°C ; e、 在所述温度箱中保温100-150分钟后取出所述充磁装置，在室温环境中自然冷却； f、 取出已充磁的烧结钕铁硼磁体或磁性组件。
[0012] 其中，所述待充磁烧结钕铁硼磁体或磁性组件的形状为可加工范围内任意形状。 充磁方向与所述充磁装置的磁场方向一致。所述充磁装置的充磁场静磁场中心位置具有大 于0. n以上的磁通密度，工作温度大于350°C。
[0013] 本发明还提出一种烧结钕铁硼磁体或磁体组件的充磁装置，其特征在于包括： 磁化源与磁体回路，所述磁化源与磁体回路组成"回"字形，"回"字形左右为磁化源，所 述左、右磁化源磁极方向相同，所述磁化源与磁体回路连接组成"回"字形； 调节平台，所述调节平台包括梯形的上、下磁头，所述下磁头固定在所述磁体回路上， 所述上磁头与所述磁体回路活动连接； 固定组件，所述固定组件包括定位挡板，所述定位挡板将所述磁化源与磁体回路固定 连接，并通过固定装置紧固。
[0014] 其中，所述磁化源由高居里温度永磁体组成。所述磁化源由钐钴基Sm-Co永磁体 组成。所述磁体回路由轭铁组成。所述磁化源与磁体回路通过聚醋酸乙酯、环氧树脂或聚 氨酯-有机硅等耐高温粘接剂紧密粘结。所述上、下磁头为可配合所述待充磁烧结钕铁硼 磁体或磁性组件的形状。充磁方向与所述充磁装置的磁场方向一致。
[0015] 本发明提出的烧结钕铁硼磁体或磁体组件的充磁方法及装置采用静磁场高温充 磁，避免了传统高压直流电充磁过程中由于高压充电产生震荡对磁体的破坏，可高效进行 精密磁控器件组件的整体充磁，并极大地降低了磁控器件组件的装配难度。充磁装置采用 "回"字形磁路设计，极大地增加了磁化源的使用率，减少了在装置中的磁通量损失，增大了 磁化场的稳定性，减少了磁化场的边界损失，极大地提高了磁化效率。
【附图说明】
[0016] 关于本发明的优点与精神可以通过以下的发明详述及所附图式得到进一步的了 解。
[0017] 图1为本发明烧结钕铁硼磁体或磁体组件的充磁装置结构示意图； 图2为本发明烧结钕铁硼磁体或磁体组件的充磁装置使用结构示意图； 图3为本发明充磁装置形成的闭合磁路的磁路分布状态图； 图4为本发明充磁装置形成的闭合磁路的内部有限元二维磁路分布状态图； 图5为本发明烧结钕铁硼磁体或磁体组件在充磁过程中的磁路分布状态图； 图6为磁体在常温下脉冲饱和充磁后与采用本发明充磁方法充磁后磁通量的对比曲 线图； 图7A为本发明不规则形状的磁控组件剖面图； 图7B为本发明不规则形状的磁控组件整体结构图； 图8为本发明充磁装置与不规则形状的磁控组件配合结构示意图。
【具体实施方式】
[0018] 下面结合附图详细说明本发明的具体实施例。
[0019] 如图1和2所示，本发明烧结钕铁硼磁体或磁体组件的充磁装置包括磁化源5与 磁体回路2,磁化源5与磁体回路2组成"回"字形。"回"字形左右为磁化源5,左、右磁化 源5磁极方向相同，与磁体回路2连接组成"回"字形。磁化源5由高居里温度永磁体组成， 比如由钐钴基Sm-Co永磁体组成。磁体回路2由轭铁组成。调节平台包括梯形的上、下磁 头4和8,下磁头8固定在磁体回路2上，上磁头4与磁体回路2活动连接。上、下磁头为 配合