Halbach Array magnetid
Uurige Halbach Array tehnoloogiat, mis suurendab magnetvälja tugevust ühel poolel, tühistades seda samal ajal vastasküljel, et kasutada seda tõhusalt mootorites, hõljumis- ja andmesalvestussüsteemides. Selle uuendusliku magnetkonfiguratsiooni abil saate kasu suuremast tõhususest ja fokuseeritud magnetvälja juhtimisest, pakkudes praktilisi lahendusi täiustatud magnetrakenduste jaoks.
A Halbach array is a special arrangement of permanent magnets that creates a powerful one-sided magnetic field. This unique configuration focuses the magnetic field to be very strong on one side of the array while cancelling it to near zero on the opposite side. It is a well-known magnetic assembly and our company has extensive experience in producing Halbach Arrays.
Meie Halbach Array magnetid
Mis on Halbach Array?
Halbachi massiivi puhul on tegemist struktuuriga, mis paigutab magnetid väga tõhusalt. See koosneb mitmest kõrgekvaliteedilisest magnetist, mis on paigutatud tasasele pinnale vaheldumisi. Iga magneti magnetväljad on suunatud massiivi keskele, kus nad kombineeruvad, et luua uskumatult võimas magnetiline jõud.
Enne selle struktuuri süvenemist uurime mõnede tavaliste püsimagnetite magnetvälja joonte jaotust.
Nendelt piltidelt on näha, et magnetite suund ja paigutus mõjutavad otseselt magnetvälja joonte jaotust, mis määrab magnetvälja jaotuse kuju magnetite ümber.
- Vasakpoolsel pildil on üks magnetikomplekt, kus kõik magnetid on põhjapoolused. Värv näitab, et magnetvälja tugevus on suurem magneti ülemises ja alumises osas.
- Paremal pildil on kujutatud Halbachi massiivi, kus magnetväli on tugevam magneti ülaosas ja nõrgem altpoolt.
Samas mahus on Halbachi massiivi magnetrühmal tugev külgpinna magnetvälja tugevus umbes 1,4 korda suurem kui traditsioonilisel üksikmagnetil, eriti kui magneti paksus jääb vahemikku 4-16 mm.
Kõige tavalisem näide Halbachi massiivi kohta on painduv külmkapimagnet. Need õhukesed ja pehmed magnetid on tavaliselt paigutatud külmikutele või autodele. Kuigi nende magnetilised omadused on suhteliselt nõrgad (ainult 2%-3% tugevus) võrreldes NdFeB-ga, on nende madal hind ja praktilisus põhjustanud nende laialdase kasutamise.
Halbachi massiivi struktuur
Halbachil on palju erinevaid struktuure, kuid olenemata kujust on magnetiline jõud koondunud ühele pinnale.
Ringikujuline Halbachi ruudustik/Halbachi ruudustiku rõngas
Halbachi massiivi puhul on tegemist rõngakujulise struktuuriga, mis ühendab lineaarseid Halbachi massiive otsast otsani.
Püsimagnetmootoris kasutatuna tekitab Halbachi massiivi struktuur sinusoidsema õhuvahega magnetvälja kui traditsioonilised püsimagnetmootorid. Selle tulemuseks on suurem õhuvahe magnetiline tihedus sama püsimagnetmaterjali koguse ja väiksema rauakadu juures.
Halbachi rõngaste massiive kasutatakse tavaliselt ka püsimagnetlaagrites, külmutusseadmetes ja magnetresonantsseadmetes.
Lineaarsed Halbachi massiivid
Lineaarne tüüp on Halbachi massiivi kõige põhilisem vorm. Seda magnetmaatriksit võib vaadelda radiaal- ja tangentsiaalmaatriksite kombinatsioonina, nagu on näidatud allpool.
Lineaarseid Halbachi massiive kasutatakse peamiselt lineaarmootorites. Maglev-rongi levitatsiooniprintsiip põhineb liikuva magneti ja magnetvälja vahelisel koostoimel, mida tekitab elektrijuhis indutseeritud vool, mis tekitab levitatsioonijõu ja magnetilise takistuse.
Tõstejõu ja takistuse suhte parandamine on levisüsteemi jõudluse suurendamiseks ülioluline. Selleks on vaja kerget pardamagnetit, millel on tugev, ühtlane ja usaldusväärne magnetväli. Selle saavutamiseks on Halbachi massiivi paigaldatud horisontaalselt auto kere keskele, tekitades tõukejõudu koos rööbastee keskel asuva mähisega.
Vähemate magnetite puhul on magnetväli tugevam, samas kui vastaspoolel on nõrgem magnetväli. See aitab vältida reisijate kokkupuudet tugeva magnetväljaga.
Arc Halbach
Halbachi kaar, mis on nime saanud füüsiku Klaus Halbachi järgi, on magnetiline koost, mis paigutab püsimagneteid nii, et magnetväli koondub ühele küljele, samas kui vastaspoolel tühistatakse see. Selline konfiguratsioon on kasulik magnetiliste roomikrobotite jaoks, sest see suurendab nende võimet haarata ja liikuda kindlalt üle vertikaalsete või tagurpidi olevate metallpindade, ilma et oleks vaja välist energiaallikat. Nende robotite üks põhiomadusi on nende võime täita tõhusalt kontrolli- ja hooldusülesandeid keerulistes keskkondades, näiteks laevakeredes, mahutites ja suurtes masinates, maksimeerides magnetilist jõudu.
Projekteerijad saavad optimeerida magnetiliste roomikrobotite funktsionaalsust ja paindlikkust, kohandades Halbachi kaare kuju ja suurust vastavalt konkreetsetele rakendustele. Halbachi kaar on robootikatehnoloogia arendamisel keskse tähtsusega, kuna see aitab kaasa robotite energiatõhususele. See võimaldab pikemat tööaega kaugetes või ohtlikes kohtades. Selle uuenduslik kasutamine magnetväljade kontsentreerimisel suurendab robotite võimet pääseda ja töötada piirkondades, mis on inimeste jaoks keerulised või ohtlikud. See näitab selle magnetilise koostu olulist mõju robootikas.
Eriline kuju
See struktuur on ainulaadne ja nõuab kahe konkreetse magnetklassi kasutamist: N52 ja N48SH. See ühendab N52 maksimaalse magnetiseerimise ja N48SH termilise stabiilsuse tagamiseks. N52-klassi kasutatakse kõrge magnetvälja tugevuse tõttu osades, mis ei puutu kokku suure kuumusega, samas kui N48SH-klassi kasutatakse kõrgematele temperatuuridele vastuvõtlikes osades, kaitstes magnetismi kadumise eest.
Selline konfiguratsioon tagab magnetilise struktuuri tõhusa toimimise, kusjuures N52-magnetid pakuvad kompaktset võimsust seal, kus see on ohutu, ja N48SH-magnetid pakuvad vastupidavust kõrgetele temperatuuridele. Tulemuseks on magnetiline süsteem, mis suudab pakkuda tugevat jõudlust ilma demagnetiseerumise ohuta, isegi muutlikus soojuskeskkonnas.
Püsimagnetmootori Halbachi massiivi struktuur tekitab tavapärasest püsimagnetmootorist sinusoidsema õhuvahega magnetvälja. Selle tulemuseks on suurem õhuvahe magnetiline tihedus sama püsimagnetmaterjali koguse ja väiksema rauakadu juures. Halbachi rõngaste massiive kasutatakse ka püsimagnetlaagrites, külmutusseadmetes ja magnetresonantsseadmetes.
Homogeensus
Halbachi rõngassüsteem ei pruugi olla kõige sobivam valik, kui vajate ühtlaselt ühtlast seadistust. Teadlased nõuavad sageli Halbachi massiivi, mille homogeensuse tase on 300 ppm, mis on teoreetiliselt usutav, kuid mida on magnetilise deklinatsiooni ja magnetilise montaaživõime piirangute tõttu raske saavutada. Sellistes olukordades on soovitatav kaaluda jupi konstruktsiooni. Selline konstruktsioon loob sageli ühtlase magnetvälja NMR (tuumamagnetresonantsi) seadmete jaoks.
Simulatsioon
Simulatsioon ja tegelikkus:
Väikesemõõtmeliste Halbachi massiivide simuleerimisel on tulemuste ja tegelike väärtuste vaheline viga ligikaudu +5% kuni -10%. Suuremate mõõtmete puhul võib viga siiski ulatuda kuni -25 % või -30 %.
Meie kogemuste põhjal on keeruline tagada sarnaseid magnetvälju isegi siis, kui Halbachi massiive toodetakse samaaegselt.
Uses and Applications of Halbach Arrays
Elektrimootorid
Orienting the magnets in a Halbach cylinder can concentrate the magnetic field on the interior rotor surface. This allows extremely high-torque motors to be constructed without any ferromagnetic materials, these Halbach array motors offer higher efficiency by eliminating hysteresis and eddy current losses. The pure magnetic field also enables faster acceleration and higher top operating speeds than conventional motors.
MRT-skannerid
Using a Halbach cylinder provides a simple way to generate the intense homogeneous magnetic field required. Orienting the magnets provides tight control over the spatial field distribution while avoiding interference. Halbach arrays enable constructing MRI magnet assemblies using cheaper ferrite magnet blocks rather than large superconducting coils.
Magnetic Levitation Transportation
One prominent use of Halbach arrays is in high-speed maglev trains based on an inductrack system. The Inductrack design uses an array of Halbach arrays in the track to produce a magnetic field that induces currents in loops on the train. This contactless electromagnetic effect provides both propulsion and levitation for the train to glide just above the track.
Scientific Research
From particle accelerators to mass spectrometers, the focused magnetic fields produced by Halbach arrays are invaluable in many complex scientific instruments. The intense field enables manipulating beams of charged particles for colliding experiments or imaging applications. The low stray field and high uniformity are also ideal for analytical chemistry techniques and industrial processes.
Why Choose Our Halbach Arrays?
Broad Manufacturing Experience
We possess extensive know-how on designing and manufacturing all types of Halbach arrays to meet an array of complex specifications. Our capabilities span from small lab-scale research magnets to large 20-ton assemblies for industrial usage. You can trust our engineering team to take any Halbach array concept and turn it into reality.
Precision Craftsmanship and Quality Control
Every magnet in our Halbach arrays gets precisely oriented to within 0.1 degrees using specialized techniques. Stringent quality control steps also ensure consistent performance across production runs. We meticulously validate the magnetic field uniformity, strength, and orientation on each Halbach array that we build.
Customizable and Responsive Service
We realize that every Halbach project has unique considerations. Our flexible manufacturing processes can accommodate specialized dimensions, segments, grades of magnets and configurations. Customers can also directly collaborate with our engineering team to tailor the Halbach array to their application.
Konkurentsivõimeline hinnakujundus
Even with our stringent quality standards and engineering support, our Halbach array prices are extremely competitive. By intelligently leveraging magnet suppliers and keeping infrastructure costs low, we can offer very attractive pricing without compromising on quality whatsoever. Contact us for an instant Halbach array quote backed by a price match guarantee.
Estonian 
English 
Spanish 
Italian 
French 
German 
Russian 
Czech 
Danish 
Dutch 
Portuguese 
Turkish 
Japanese 
Korean 
Finnish 
Chinese 
Hungarian 
Swedish 
Bulgarian 
Lithuanian 
Polish