Масивни магнити на Халбах
Изследване на технологията Halbach Array, която увеличава силата на магнитното поле от едната страна, като същевременно го анулира от противоположната страна за ефективно използване в двигатели, левитация и системи за съхранение на данни. Възползвайте се от повишената ефективност и целенасочения контрол на магнитното поле с тази иновативна конфигурация на магнитите, осигуряваща практически решения за усъвършенствани магнитни приложения.
Масивът на Халбах е специална подредба от постоянни магнити, която създава мощно едностранно магнитно поле. Тази уникална конфигурация фокусира магнитното поле така, че да бъде много силно от едната страна на масива, като същевременно го анулира почти до нула от противоположната страна. Това е добре позната магнитна сглобка и нашата компания има богат опит в производството на масиви Halbach.
Нашите масивни магнити на Халбах
Какво представлява масивът Халбах?
Масивът на Халбах е структура, която подрежда магнити с висока ефективност. Състои се от множество висококачествени магнити, разположени върху плоска повърхност в редуваща се схема. Магнитните полета на всеки магнит са насочени към средата на масива, където се комбинират, за да създадат невероятно мощна магнитна сила.
Преди да се запознаем с тази структура, нека разгледаме разпределението на линиите на магнитното поле на някои често срещани постоянни магнити.
От тези снимки се вижда, че посоката и разположението на магнита влияят пряко върху разпределението на магнитните полеви линии, което определя формата на разпределение на магнитното поле около магнитите.
- На лявата снимка е показан комплект от един магнит, като всички магнити са със северни полюси. Цветът показва, че силата на магнитното поле е по-голяма в горната и долната част на магнита.
- На дясната снимка е показан масив на Халбах, при който магнитното поле е по-силно в горната част на магнита и по-слабо в долната.
В същия обем групата магнити от масива на Халбах има силна магнитна повърхностна сила на магнитното поле, която е около 1,4 пъти по-голяма от тази на традиционния единичен магнит, особено когато дебелината на магнита е между 4 и 16 mm.
Най-разпространеният пример за масив на Халбах е гъвкавият магнит за хладилник. Тези тънки и меки магнити обикновено се поставят на хладилници или автомобили. Въпреки че магнитните им свойства са сравнително слаби (сила само 2%-3%) в сравнение с NdFeB, ниската им цена и практичност ги правят широко използвани.
Структура на масива Халбах
Халбах има много различни структури, но независимо от формата магнитната сила е концентрирана върху една повърхност.
Кръгов масив на Халбах/пръстен на масива на Халбах
Масивът на Халбах е пръстеновидна структура, която съчетава линейни масиви на Халбах един до друг.
Когато се използва в двигател с постоянни магнити, структурата на масива на Халбах създава по-синусоидално магнитно поле на въздушната междина в сравнение с традиционните двигатели с постоянни магнити. Това води до по-голяма магнитна плътност на въздушната междина със същото количество материал за постоянни магнити и по-ниски загуби на желязо.
Пръстеновидните масиви на Халбах се използват често и в постоянни магнитни лагери, хладилно оборудване и оборудване за магнитен резонанс.
Линейни масиви на Халбах
Линейният тип е най-основната форма на масив на Халбах. Тази магнитна решетка може да се разглежда като комбинация от радиални и тангенциални решетки, както е показано по-долу.
Линейните решетки на Халбах се използват главно в линейните двигатели. Принципът на левитация на влака маглев се основава на взаимодействието между движещия се магнит и магнитното поле, създадено от тока, индуциран в проводника, което генерира сила на левитация и магнитно съпротивление.
Подобряването на съотношението между плаваемост и съпротивление е от решаващо значение за повишаване на ефективността на системата за левитация. Това налага създаването на лек бордови магнит със силно, равномерно и надеждно магнитно поле. За да се постигне това, в центъра на каросерията на автомобила хоризонтално се монтира масив на Халбах, който генерира движеща сила с намотката в центъра на пистата.
Магнитното поле е по-силно при по-малък брой магнити, докато отсрещната страна е по-слаба. Това помага да се предпазят пътниците от излагане на силни магнитни полета.
Дъга Халбах
Дъгата на Халбах, наречена на името на физика Клаус Халбах, е магнитна система, която подрежда постоянни магнити така, че да концентрира магнитното поле от едната страна, а от противоположната страна да го отмени. Тази конфигурация е от полза за магнитните роботи-кракери, като подобрява способността им да се захващат и движат здраво по вертикални или обърнати метални повърхности, без да се нуждаят от външен източник на енергия. Една от ключовите характеристики на тези роботи е способността им ефективно да изпълняват задачи по инспекция и поддръжка в трудни условия, като например корпуси на кораби, резервоари за съхранение и големи машини, чрез максимално използване на магнитната сила.
Дизайнерите могат да оптимизират функционалността и гъвкавостта на магнитните гъсенични роботи, като адаптират формата и размера на дъгата Halbach към конкретните приложения. Дъгата на Халбах има ключово значение за развитието на роботизираната технология, като допринася за енергийната ефективност на роботите. Това позволява удължаване на времето за работа в отдалечени или опасни места. Иновативното ѝ използване за концентриране на магнитни полета повишава способността на роботите да имат достъп и да работят в области, които са трудни или опасни за хората. Това показва значителното въздействие на този магнитен възел в роботиката.
Специална форма
Тази структура е уникална и изисква използването на два специфични класа магнити: N52 и N48SH. Тя съчетава N52 за максимално намагнитване и N48SH за термична стабилност. Класът N52 се използва заради високата си сила на магнитното поле в участъци, които не са изложени на висока температура, докато N48SH се използва в части, податливи на по-високи температури, като предпазва от загуба на магнетизъм.
Тази конфигурация осигурява ефективна работа на магнитната структура, като магнитите N52 осигуряват компактна мощност, когато това е безопасно, а магнитите N48SH са устойчиви на високи температури. Резултатът е магнитна система, способна да осигури силна производителност без риск от размагнитване, дори и в променливи температурни среди.
Структурата на масива на Халбах в двигателя с постоянни магнити създава по-синусоидално магнитно поле на въздушната междина в сравнение с традиционните двигатели с постоянни магнити. Това води до по-голяма магнитна плътност на въздушната междина със същото количество материал от постоянни магнити и по-ниски загуби в желязото. Пръстеновидните масиви на Халбах се използват също така в постоянни магнитни лагери, хладилна техника и оборудване за магнитен резонанс.
Хомогенност
Пръстеновидният масив на Халбах може да не е най-подходящият вариант, ако се нуждаете от постоянно еднаква конфигурация. Учените често изискват масив на Халбах с ниво на хомогенност от 300ppm, което е теоретично възможно, но е предизвикателство за постигане на практика поради магнитната деклинация и ограниченията във възможностите на магнитния монтаж. В тези ситуации се препоръчва да се обмисли дизайн с яка конструкция. Тази конструкция често създава равномерно магнитно поле за инструментите за ЯМР (ядрено-магнитен резонанс).
Симулация
Симулация и реалност:
При симулиране на малки по размер масиви на Halbach грешката между резултатите и действителните стойности е приблизително от +5% до -10%. Грешката обаче може да достигне до -25 % или -30 % при по-големи размери.
Въз основа на нашия опит е трудно да се осигурят сходни магнитни полета, дори ако масивите на Халбах се произвеждат едновременно.
Използване и приложения на масивите на Халбах
Електрически двигатели
Ориентирането на магнитите в цилиндър на Халбах може да концентрира магнитното поле върху вътрешната повърхност на ротора. Това позволява конструирането на двигатели с изключително висок въртящ момент без никакви феромагнитни материали, като тези двигатели с масив на Халбах предлагат по-висока ефективност чрез елиминиране на хистерезиса и загубите от вихрови токове. Чистото магнитно поле също така позволява по-бързо ускорение и по-високи максимални работни скорости в сравнение с конвенционалните двигатели.
Магнитно-резонансни скенери
Използването на цилиндър на Халбах осигурява лесен начин за генериране на необходимото интензивно хомогенно магнитно поле. Ориентирането на магнитите осигурява строг контрол върху пространственото разпределение на полето, като се избягват смущенията. Масивите на Халбах дават възможност за конструиране на магнитни сглобки за магнитно-резонансна томография, като се използват по-евтини феритни магнитни блокове, а не големи свръхпроводящи намотки.
Магнитна левитация Транспорт
Една от най-известните употреби на масивите на Халбах е във високоскоростните влакове маглев, базирани на система от индукционни релси. Конструкцията Inductrack използва масив от Халбах масиви в релсовия път за създаване на магнитно поле, което индуцира токове в контури на влака. Този безконтактен електромагнитен ефект осигурява едновременно задвижване и левитация на влака, който се плъзга точно над релсите.
Научни изследвания
От ускорители на частици до масспектрометри - фокусираните магнитни полета, създавани от масивите на Халбах, са безценни в много сложни научни инструменти. Интензивното поле дава възможност за манипулиране на снопове заредени частици за експерименти със сблъсък или приложения за визуализация. Ниското разсейване на полето и високата равномерност са идеални и за аналитични химични техники и промишлени процеси.
Защо да изберете нашите масиви Halbach?
Широк производствен опит
Притежаваме обширно ноу-хау за проектиране и производство на всички видове масиви на Халбах, за да отговорим на редица сложни спецификации. Възможностите ни се простират от малки магнити за лабораторни изследвания до големи 20-тонни сглобки за промишлена употреба. Можете да се доверите на нашия инженерен екип, че ще приеме всяка концепция за масив на Халбах и ще я превърне в реалност.
Прецизна изработка и контрол на качеството
Всеки магнит в нашите масиви Halbach се ориентира прецизно с точност до 0,1 градуса с помощта на специализирани техники. Строгите мерки за контрол на качеството също така гарантират постоянна производителност при всички производствени серии. Ние щателно проверяваме равномерността, силата и ориентацията на магнитното поле на всяка изградена от нас масивна система Halbach.
Персонализирано и отзивчиво обслужване
Наясно сме, че всеки проект на Халбах има уникални особености. Нашите гъвкави производствени процеси могат да се адаптират към специализирани размери, сегменти, класове магнити и конфигурации. Клиентите могат също така да си сътрудничат директно с нашия инженерен екип, за да адаптират масива Halbach към своето приложение.
Конкурентно ценообразуване
Дори при нашите строги стандарти за качество и инженерна поддръжка цените на нашите масиви Halbach са изключително конкурентни. Чрез интелигентно използване на доставчиците на магнити и поддържане на ниски инфраструктурни разходи можем да предложим много атрактивни цени, без да правим каквито и да било компромиси с качеството. Свържете се с нас, за да получите незабавна оферта за масива Halbach, подкрепена с гаранция за съответствие на цените.
Bulgarian 
English 
Spanish 
Italian 
French 
German 
Russian 
Czech 
Danish 
Dutch 
Portuguese 
Turkish 
Japanese 
Korean 
Finnish 
Chinese 
Hungarian 
Swedish 
Estonian 
Lithuanian 
Polish