[发明专利]一种开口式永磁装置

说明书

技术领域

本发明总地涉及永磁技术领域，具体涉及一种开口式永磁装置。

背景技术

在磁体应用中，需要产生磁场强度高、均匀性好，而且可以抵抗环境温度对磁场强度影响，因此，对于这样一些需求进行磁路设计非常重要。比如，在同步辐射光源设计中需要二极磁场组件作为的核心部件，要求带电粒子通过区域的磁场强度、均匀度越高越好，抵抗环境温度影响的能力越强越好。《Magnets for the ESRF Diffraction-Limited Light Source Project》中提到了一种用于同步辐射光源的梯度二级永磁体结构，如图1所示，其横截面结构呈C型，上下对称。如图1所示，在导磁极头10周围分布有图示方向的永磁体20，导磁轭铁40包裹在永磁体20的外围，永磁体20和导磁轭铁40之间采用非导磁材料30填充，采用此结构可以在上下导磁极头之间形成带电粒子偏转需要的二极磁场50。

此种结构，在恒定温度下，永磁体成品的剩磁是固定的，组装后形成的二极磁场50的场强也是固定的，很难再不影响工作区域场强的条件下对其进行调整。整个组件受到装配精度、导磁极头10的表面粗糙度、导磁极头10的材质的均匀性和两侧磁体的磁性能的一致性的影响，最终形成的二极磁场50工作区域的均匀度极易超标，且难以调整。永磁体的矫顽力和剩磁是随着温度的升高而降低的，二极磁场50使用时希望在温度变化时保持恒定，图1所示结构的二极磁场50工作区域的场强受温度波动的影响难以摆脱。

发明内容

本发明的目的在于提供一种开口式永磁装置，包括导磁极头、永磁体和场强调整片；所述永磁装置的横截面为C型结构；

所述导磁极头采用软磁导磁性材料，包括上导磁极头和下导磁极头；所述永磁体固定于所述上导磁极头和所述下导磁极头之间，分别与所述上导磁极头和所述下导磁极头接触，并将所述上导磁极头和所述下导磁极头隔开；所述场强调整片采用导磁性材料制作，设于所述永磁体的四周，分别与所述上导磁极头和所述下导磁极头相连接；所述上导磁极头、所述永磁体和所述下导磁极头形成主磁路；所述场强调整片、所述上导磁极头、所述永磁体和所述下导磁极头形成调整磁路。

进一步地，还包括支撑梁，所述支撑梁分别与所述上导磁极头和所述下导磁极头紧固连接，用于加固所述永磁装置的C型结构；所述支撑梁采用非强导磁性材料。

进一步地，所述支撑梁与所述导磁极头之间通过定位销定位，通过螺钉紧固连接。

进一步地，所述场强调整片为短路片，所述短路片能够通过调整其尺寸、数量或材质对所述调整磁路的磁通量进行调整。

进一步地，所述场强调整片为温度补偿片，所述温度补偿片为片状，所述温度补偿片的磁导率在使用温度范围内随温度的升高而降低。

进一步地，还包括调场板，所述调场板采用导磁性材料，位于所述永磁装置C型开口的两侧，与所述导磁极头的侧面相接触；所述调场板用于调整所述导磁极头间的磁场强度。

进一步地，所述调场板为片状，可沿所述导磁极头的侧面上下移动。

进一步地，所述永磁体有多个，多个所述永磁体的磁极方向一致。

进一步地，所述上导磁极头、所述下导磁极头的形状均为凹型。

本发明还提供一种开口式永磁装置的场强调整方法，采用上述的开口式永磁装置，包括：

步骤S1、将所述永磁装置组装完成，在所述永磁装置的C型开口处产生工作气隙场；

步骤S2、将所述工作气隙场的场强与所需场强进行比对，通过所述场强调整片对所述调整磁路的磁通量进行调整，若所述工作气隙场的场强较大，则增大所述调整磁路的磁通量；若所述工作气隙场的场强较小，则减小所述调整磁路的磁通量。

进一步地，通过改变所述永磁装置中所述永磁体的数量或体积，以改变所述工作气隙场的场强。

采用本发明的开口式永磁装置，通过场强调整片对通过调整磁路的磁通量的改变，完成对主磁路磁通量的调整，进而改变工作气隙场处的场强大小。通过短路片的外形尺寸、数量或材质的调整，能够改变调整磁路的磁通量的大小，进而改变工作气隙场处的场强大小；通过温度补偿片的磁导率随温度的变化，改变调整磁路的磁通量，完成工作气隙场处场强大小的调整。通过调场板的上下调整，使得在导磁极头处发散的磁力线得到集聚，从而提高工作区域气隙场的均匀性；通过调整支撑梁的定位销和螺丝，对上极头和下极头的平行度进行微调，从而改善磁场均匀性。

附图说明

图1为现有二级永磁体装置的原理图；

图2为本发明开口式永磁装置的原理图；