永磁体磁化矢量方向偏角检测与控制

随着磁悬浮技术发展越来越成熟，磁悬浮技术的应用得到了极大的推广，其中磁 悬浮轴承在工业中有着极其重要的地位。由于具有无接触、无磨损、无污染等诸多优 势，磁悬浮轴承在航空航天、真空技术、精密机床以及医疗器械等众多行业都有广泛 的应用。 与传统磁性器件对磁体的要求相比，新型精密磁悬浮器件对永磁体性能有更特殊 的要求。由于永磁体的最终磁化矢量方向偏角对精密磁悬浮器件的性能有着极其重要 的影响，因此对于精密磁悬浮器件来说，永磁体的磁化矢量方向偏角是衡量永磁性能 的重要指标。而在磁性材料的大多数应用中，并不苛求材料自身磁化矢量方向的准确 性与一致性，因此无论国外还是国内，对磁偏角测量和控制的研究并不多见，可参考 的成功经验少，成为磁性材料应用的一个薄弱环节。随着精密磁性器件的快速发展， 工业界对磁化矢量方向偏角测量需求不断增加，发明一种磁化矢量方向偏角的测量方 法和装置，无疑具有非常重要的实用价值。 本文在设计制造一种磁悬浮轴承的过程中，发现磁化矢量方向偏角对磁悬浮器件 有重大影响。为了解决磁化矢量方向偏角引起的问题，本文深入分析了磁化矢量方向 偏角形成的原因，提出了一种能够精确检测圆环形或圆柱形轴向充磁永磁体磁化矢量 方向偏角的方法，并基于此方法设计建立了测量装置。经实验证明该装置能够达到很 高的测量精度。 本文提出并运用了基于亥姆霍兹线圈的充磁方法，有效地控制了磁化矢量方向偏 角。永磁体的制备流程很长，其中多个环节可能引入磁化矢量方向偏角，因此磁化矢 量方向偏角的控制比较困难。本文使用一种基于亥姆霍兹线圈的充磁方法，该方法能 够有效地将粘结永磁体的磁化矢量方向控制在一个比较精确的范围，也可以在一定程 度上减小烧结永磁体的磁化矢量偏角