磁体的规格、型号。
表 1 典型的铁氧体（YBM-4F 或相当牌号材料） 多极环形磁体的规格及型号
序号
规格
极数
1
Ø54×Ø38×(26~30)mm
8
2
Ø30×Ø20×30mm
24
3
Ø28×Ø19×28mm
16
4
Ø25.6×Ø18×(18~20)mm
24
5
Ø23.4×Ø11×(8~9.5)mm
8
6
Ø20×Ø18.7×18.4mm
图 3 6 极磁环取向方法(图中：2 为线包，3、5 为极头)
（f）径向轴向复合取向[5]。这是一种径向取向 和轴向取向相结合的方法。这种方法制备的磁体， 在上部的主体部分充成径向多极，在底部充成轴向 多极。径向多极充磁的那部分可作为转子使用，轴 向多极充磁部分可提供检测信号供传感器检测。
综上所述，在以上诸种取向方式中，除轴向取 向以外，都可用于制造径向多极磁体。但要生产高 性能的径向多极磁体，还需要采用辐射取向和径向 多极取向的方式。两者较前者相对方便易行，而且 磁环可以辐射状充磁，也可多极充磁，充磁极数可 多可少，但磁体磁性能不如径向多极取向，而径向 多极取向的技术最复杂，成品磁体的充磁极数一般 和取向的极数一样，且磁极的位置不能错动。但制
霍尔元件是磁场敏感元件，磁体和霍尔元件结 合，是常用的传感器件。在某些传动装置中，多极 磁环每转过一个磁极，霍尔元件都会产生一个电信 号，对此信号进行处理计算，便可执行某些任务， 例如用于汽车的里程表、计价器，气体液体的流量 计以及其他的仪器仪表中。
4 径向取向永磁体的发展概况
在径向取向永磁体的研究和生产方面，不论是 铁氧体永磁还是钕铁硼永磁，日本都处于领先地 位。径向多极取向的永磁铁氧体，在上世纪 80 年 代前期，FB4K 产品已经上市[7]。80 年代至 90 年 代，在多极磁体制造和多极充磁方面申请了许多专 利，笔者收集到的就有 60 余份。由此足见这类问 题在日本磁材和电机行业引起的重视和兴趣。目前 在国际市场上，日本产品占垄断地位，大量销售的 产品牌号为 FB4K、FB5K、YBM-4E、YBM-4F、 MP-4 等。在各向异性粘结稀土永磁方面，日本也 是走在前面，爱知制钢用 HDDR 法、住友金属矿 山用还原扩散法、大同特殊钢公司与 MQ 公司用热 镦锻法，都成功地开发出各向异性磁体，并且有的 已经商品化[8]。磁能积高达 200kJ/m3 的各向异性磁 体（4 极充磁）已成功地用于微电机[9]。在烧结 NdFeB 方面，径向多极取向磁体和辐射取向磁体的 研究也取得了令人瞩目的成就。
31
(a) 非取向
(b) 轴向取向
(c) 径向一对极取向
(d) 辐射状取向
(e) 径 向 多 极 取 图 2 环形永磁体的不同取向状态
(f) 径 向 轴 向 复 合 取
纵观环形永磁体的磁场取向技术，主要有以下 几种，如图 2 所示。
（a）非取向。即各向同性磁体，这种磁体制造 简单，可在任意方向充磁，且充磁极数也不受限制。 但其致命弱点是磁性能低，大大限制了它的应用。
以多极磁环为核心的微电机已成为家电产品 （全自动洗衣机、空调、摄像机、微波炉等）、计 算机、打印机、传真机以及汽车中不可缺少的部分。 甚至连自动麻将桌、高级玩具也是大量应用这类电 机的地方。
用于上述领域的多极环形永磁体主要有烧结
磁性材料及器件 2005 年 4 月
铁氧体、注塑铁氧体和粘结 NdFeB。表 1 列出了国 内外市场上常见的某些典型烧结铁氧体多极环形
径向一对极取向的永磁体，一般充径向一对 极，但也有文献[1]报导，在其外周充上多对磁极， 其磁通密度比各向同性磁体提高近 60％，成功用 作小型马达转子。
（d）辐射状取向（全径向取向）。利用两个反 向串联的线包之间形成的辐射状磁场进行取向。永 磁铁氧体辐射状取向还有一种方法是应力取向，即 把加入粘结剂的磁粉反复轧压成薄片，靠应力使磁 粉的易磁化方向沿轧片的法线方向排列。然后把薄
3 径向多极环形永磁体的应用
3.1 在新型微电机中的应用 径向多极圆环形永磁体，首要应用是在微电机
方面。当今世界，微电机应用之广泛、用量之大， 人所共知。其中永磁直流无刷电机又是微电机发展 的方向。多极永磁体，包括铁氧体和钕铁硼，正是 在先进的直流无刷电机和永磁同步电机、永磁步进 电机中发挥重要作用的地方。这类电机一般用永磁 体作为转子，转子磁体的磁场和定子绕组产生的磁 场相互作用，产生转矩，推动电机转动。多极环形 永磁体是其核心元件，它的应用省掉了励磁绕组和 电刷，简化了结构，减小了体积，延长了寿命，节 省了能源。微电机的转速与永磁体的磁极对数成反 比，低速电机采用多极磁环也很方便，可省掉机械 减速机构。
(a) 磁传动原理图
(b) 结构图
图 4 磁力传动装置示意图（图中 1-外磁环，2-内磁 环，3-内转子，4-外转子，5-隔离罩）
国外实际应用于磁力传动装置的某些永磁铁 氧体的规格及力矩见表 2，可供设计者参考（表中 A 为外磁环，B 为内磁环）。 3.3 在新型微波器件中的应用
铁氧体移相器是当代相控阵雷达中的关键器 件，技术先进的国家对此都十分重视。最近几年， 国内外有的军工研究单位研制成功一种新型移相 器，在这种器件中把两个 4 极永磁环套在一根微波
8
4
B
Ø44×Ø26×25mm
8
≥0.35
A
Ø40.3×Ø28.3×26.3mm
8
5
B
Ø24.7×Ø12×26.3mm
8
≥0.4
铁氧体圆棒或圆管的两端适当位置，形成 4 极磁化 场，微波传输时会产生一种“双折射”效应，根据 这种效应设计的移相器，不同于普通的非互易移相 器，它是互易型的。这种新型的互易型移相器用于 机载相控阵雷达，可减少“盲区”，提高了整机的 战术技术性能。 3.4 在传感器中的应用
中图分类号：TM273
文献标识码：B
文章编号：1001-3830(2005)02-0031-04
Applications and Development of Multi-pole Ring Magnet
GUO De-sen, LI Hui Nanjing Zijinshan Magnetic Material Factory, Nanjing 210014, China
材大国，在这方面却是一个薄弱的环节。我们国 内有魄力的磁材企业家，立志赶超世界先进水平 的研究人员，不能不重视这个问题。本文简要地 介绍一下这类磁体的特点、应用及发展概况，并 对发展我国的这类产品提出一些粗浅的看法，以 期能起到抛砖引玉的作用。
2 多极环形永磁体及其特点
典型的多极环形永磁体及其在圆周方向的磁 感应强度分布如图 1 所示。多极环形永磁体的磁极 数和磁性能与制造过程中是否取向和采用何种方 式取向有密切关系。取向技术是制造多极环形磁体 的关键，谈这类磁体的进展也脱离不了取向技术。 因此，下面首先对有关的取向技术加以介绍。
200
100
0 －100
(a) 多极磁环
－200 0
(b) 极坐标分布图 图 1 多极环形磁体及磁通密度分布图
90°
180° 270°
(c) 直角坐标分布图
360°
收稿日期：2004-09-26 修回日期：2004-12-19 作者通信：E-mail:njzici@
磁性材料及器件 2005 年 4 月
（b）轴向取向。这是应用最广、最普通的取 向方法，压制方向和取向磁场的方向一致。电声器 件用的喇叭磁体是这类产品的典型代表，其他形状 如方块、圆饼形磁体，都是用这种方法生产的。瓦 形磁体在使用时要组成一个圆环，在径向方向磁 化，但它的压制仍采用类似于轴向取向的方法。轴 向取向的磁体，在使用时可以充成轴向一对极或轴 向多极（端面多极）。
（c）径向一对极取向。这类产品的典型代表 是用于小型水泵电机的圆柱形转子磁体。成型方法 多在电磁铁两极头形成的磁场中压制。这类磁体自 上世纪九十年代以来，在我国得到了长足的发展。 目前国内生产的这类磁体不但可以满足国内的要 求，而且还有相当的出口量。
值得一提的是用于制造钟表、电度表类的微小 型径向一对极磁体的技术。原来这类磁体不能压模 成型，目前国内有的厂家，在作者的制造方法基础 上，采用磁场取向干压工艺，产品性能接近 Y30， 一台旋转冲床，日产量可达数百万件，实属罕见。
Abstract: The characteristics, orientation method, application and development of multi-pole ring magnets are
introduced, with emphasis on sintered permanent ferrites. The aspects of injection molded ferrite, bonded and sintered NdFeB magnet are simply and subsidiarily introduced.
片卷绕成筒形，再切成圆环[2]。也有的专利提出了 直接挤压成型的方法，利用模具出口处的剪切力使 磁粉取向[3]。
辐射状取向制备的永磁体，可以辐射状充磁， 也可以径向多极充磁。因此，也是制造径向多极磁 体常用的一种方法。
（e）径向多极取向。沿圆周对磁环施以 N、S 极 交错的磁场对磁体进行多极取向，也有的称为极取 向，这样制得的多极磁体称为极各向异性磁体。形成 多极磁场的方法比较复杂，且多种多样，图 3 是日本 专利提供的一种以 6 极磁环为例的取向方法[4]。
工艺·技术·应用
多极环形永磁体的应用与进展
郭德森，李 辉
（南京紫金山磁材厂，江苏南京 210007）
摘 要：介绍了多极环形永磁体的特点、制造过程中的磁场取向方法、应用及发展概况。介绍的重点是烧结
永磁铁氧体，对注塑永磁铁氧体、粘结钕铁硼和烧结钕铁硼磁体只是相关地作了附带介绍。