Halbach Array, Halbach pastāvīgais magnēts
Halbaha masīvs ir magnētu izkārtojuma struktūra. Pirms mēs saprotam šo struktūru, apskatīsim dažu parasto pastāvīgo magnētu magnētiskā lauka līniju sadalījumu.
No šī attēla nav grūti konstatēt, ka magnēta izvietojuma virziens un izvietojums tieši ietekmēs magnētiskā lauka līniju sadalījumu, tas ir, tas ietekmēs magnētiskā lauka sadalījuma formu ap magnētu.
Halbaha masīva jēdziens
Halbach Array (Halbach pastāvīgais magnēts) ir sava veida magnēta struktūra. Amerikāņu zinātnieks Klauss Halbahs 1979. gadā elektronu paātrinājuma eksperimenta laikā atklāja šo īpašo pastāvīgā magnēta struktūru un pamazām to uzlaboja, un beidzot izveidoja t.s."Halbahs"magnēts. Tā ir aptuvena ideāla konstrukcija inženierzinātnēs. Tas izmanto īpašu magnētu vienību izvietojumu, lai uzlabotu lauka intensitāti vienības virzienā. Mērķis ir izmantot vismazāko magnētu daudzumu, lai radītu spēcīgāko magnētisko lauku.
Šāda veida masīvs pilnībā sastāv no retzemju pastāvīgo magnētu materiāliem. Sakārtojot pastāvīgos magnētus ar dažādiem magnetizācijas virzieniem saskaņā ar noteiktu noteikumu, magnētiskās spēka līnijas var koncentrēt vienā magnētu pusē, bet spēka līnijas var vājināt otrā pusē, tādējādi iegūstot ideālu vienpusēju magnētisko lauku. Tam ir liela nozīme inženierzinātnēs. Ar lieliskām magnētiskā lauka sadalījuma īpašībām Haierbek blokus plaši izmanto rūpnieciskos laukos, piemēram, kodolmagnētiskajā rezonansē, magnētiskajā levitācijā un pastāvīgo magnētu speciālajos motoros.
Kreisajā pusē ir viens magnēts ar visiem ziemeļpoliem uz augšu. Pēc krāsas var redzēt, ka magnētiskā lauka stiprums atrodas magnēta apakšā un augšpusē. Labajā pusē ir Halbach masīvs. Magnētiskais lauks magnēta augšpusē ir salīdzinoši augsts, savukārt apakšā ir salīdzinoši vājš. (Tādā pašā tilpumā Halbaha masīva magnēta spēcīgās sānu virsmas magnētiskā lauka intensitāte ir aptuveni√2 reizes (1,4 reizes) vairāk nekā tradicionālajam vienam magnētam, īpaši, ja magnēta biezums ir 4-16 mm magnetizācijas virzienā)
Visizplatītākais Halbach masīva piemērs var būt elastīgā ledusskapja uzlīme. Šie plānie, mīkstie magnēti parasti tiek uzdrukāti uz ledusskapja vai automašīnas aizmugurē. Lai gan to magnētisms ir ļoti vājš salīdzinājumā ar NdFeB (tikai 2%-3% stiprums), tie ir Tā zemā cena un praktiskums padara to plaši izmantotu.
Halbaha masīva forma un pielietojums
Lineārs masīvs
Lineārais veids ir visvienkāršākā Halbaha masīva kompozīcija. Šo masīva magnētu var uzskatīt par radiālā bloka un tangenciālā masīva kombināciju, kā parādīts attēlā zemāk.
Lineāros Halbaha blokus pašlaik galvenokārt izmanto lineārajos motoros. Maglev vilciena levitācijas princips ir tāds, ka kustīgais magnēts mijiedarbojas ar magnētisko lauku, ko rada inducētā strāva vadītājā, lai radītu levitācijas spēku, un tajā pašā laikā to pavada magnētiskā pretestība. Peldspējas un pretestības koeficienta uzlabošana ir galvenais, lai uzlabotu levitācijas sistēmas veiktspēju, kam nepieciešams borta magnēta svars Viegls svars, spēcīgs magnētiskais lauks, vienmērīgs magnētiskais lauks un augsta uzticamība. Halbach masīvs ir uzstādīts horizontāli automašīnas virsbūves centrā un mijiedarbojas ar tinumu trases centrā, lai radītu dzinējspēku, kas maksimāli palielina magnētisko lauku ar nelielu magnētu daudzumu, bet otrā pusē ir mazāk magnētisko lauku, kas var novērst pasažieru pakļaušanu spēcīgam magnētiskajam laukam.
Apļveida masīvs
Apļveida Halbaha masīvu var uzskatīt par lineāru Halbaha masīvu kombināciju no gala līdz galam, veidojot apļveida gredzena formu.
Pastāvīgā magnēta motorā pastāvīgā magnēta motoram, kas izmanto Halbaha masīva struktūru, ir gaisa spraugas magnētiskais lauks, kas ir tuvāks sinusoidālajam sadalījumam nekā tradicionālajam pastāvīgā magnēta motoram. Tāda paša daudzuma pastāvīgā magnēta materiāla gadījumā Halbach pastāvīgā magnēta motoram ir lielāks gaisa spraugas magnētiskais blīvums. Dzelzs zudums ir neliels. Turklāt Halbach gredzenu blokus plaši izmanto arī pastāvīgajos magnētiskajos gultņos, magnētiskās saldēšanas iekārtās un magnētiskās rezonanses iekārtās.
Halbaha masīva izgatavošanas un ražošanas metode
1. metode: saskaņā ar masīva topoloģiju izmantojiet magnētu līmi, lai savienotu magnetizētos magnētu segmentus. Tā kā savstarpējā atgrūšanās starp magnētu segmentiem ir ļoti spēcīga, veidne ir jāizmanto iespīlēšanai adhēzijas laikā. Šai metodei ir zema ražošanas efektivitāte, taču to ir vieglāk ieviest, un tā ir piemērotāka izmantošanai laboratorijas pētījumu stadijā.
2. metode: vispirms izmantojiet veidnes iepildīšanas vai presēšanas metodi, lai izgatavotu pilnīgu magnētu, un pēc tam magnetizējiet īpašā armatūrā. Ar šo metodi apstrādātā masīva struktūra ir līdzīga tālāk redzamajam attēlam. Šai metodei ir augsta apstrādes efektivitāte un salīdzinājums Ir viegli realizēt masveida ražošanu. Tomēr ir nepieciešams īpaši izstrādāt magnetizācijas armatūru un formulēt magnetizācijas procesu.
3. metode: izmantojiet īpašas formas tinumu masīvu, lai realizētu Halbaha tipa magnētiskā lauka sadalījumu, kā parādīts attēlā zemāk.
