مصفوفة هالباخ عبارة عن هيكل خاص لترتيب المغناطيس الدائم. ومن خلال ترتيب المغناطيس الدائم في زوايا واتجاهات محددة، يمكن تحقيق بعض خصائص المجال المغناطيسي غير التقليدية. إحدى أبرز ميزاته هي قدرته على تعزيز قوة المجال المغناطيسي بشكل كبير في اتجاه معين مع إضعاف المجال المغناطيسي بشكل كبير على الجانب الآخر، مما يشكل تقريبًا تأثير مجال مغناطيسي أحادي الجانب. تسمح خاصية توزيع المجال المغناطيسي هذه بزيادة كثافة الطاقة بشكل فعال في تطبيقات المحرك، لأن المجال المغناطيسي المعزز يسمح للمحرك بإنتاج عزم دوران أكبر في حجم أصغر. في بعض المعدات الدقيقة مثل سماعات الرأس وأجهزة الصوت الأخرى، يمكن لمجموعة Halbach أيضًا تحسين أداء وحدة الصوت عن طريق تحسين المجال المغناطيسي، مما يوفر للمستخدمين تجربة صوتية أفضل، مثل تعزيز تأثير الجهير وتحسين الدقة وطبقات الصوت الصوت. انتظر.
تأخذ شركة Hangzhou Magnet power Technology Co., Ltd. بعين الاعتبار تحسين الأداء وجدوى التصنيع في تطبيق تكنولوجيا مجموعة Halbach، حيث تجمع بين الابتكار التكنولوجي والتطبيقات العملية. بعد ذلك، دعونا نستكشف السحر الفريد لمصفوفات هالباخ.
1. مجالات التطبيق ومزايا مصفوفة هالباخ الدقيقة
1.1 سيناريوهات التطبيق ووظائفه
محرك الدفع المباشر: من أجل حل مشاكل الحجم الأكبر والتكلفة الأعلى الناجمة عن الزيادة في عدد أزواج الأقطاب التي تواجهها محركات الدفع المباشر في تطبيقات السوق، توفر تقنية مغنطة مجموعة Halbeck فكرة جديدة. بعد اعتماد هذه التكنولوجيا، يتم زيادة كثافة التدفق المغناطيسي على جانب فجوة الهواء بشكل كبير، ويتم تقليل التدفق المغناطيسي على مقرن الدوار، مما يقلل بشكل فعال من وزن وقصور الدوار ويحسن الاستجابة السريعة للنظام. في الوقت نفسه، تكون كثافة التدفق المغناطيسي لفجوة الهواء أقرب إلى موجة جيبية، مما يقلل من المحتوى التوافقي عديم الفائدة، ويقلل من عزم الدوران المسنن وتموج عزم الدوران، ويحسن كفاءة المحرك.
محرك تيار متردد بدون فرش: يمكن لمجموعة حلقات Halbeck في محرك التيار المتردد بدون فرش أن تعزز القوة المغناطيسية في اتجاه واحد والحصول على توزيع مثالي للقوة المغناطيسية الجيبية. بالإضافة إلى ذلك، بسبب توزيع القوة المغناطيسية أحادية الاتجاه، يمكن استخدام المواد غير المغناطيسية كمحور مركزي، مما يقلل بشكل كبير من الوزن الإجمالي ويحسن الكفاءة.
معدات التصوير بالرنين المغناطيسي (MRI): يمكن لمغناطيس هالبيك على شكل حلقة إنتاج مجالات مغناطيسية مستقرة في معدات التصوير الطبي، والتي تستخدم لتحديد وإثارة النوى الذرية في الأجسام المكتشفة للحصول على معلومات صورة عالية الدقة.
مسرع الجسيمات: يقوم مغناطيس هالبيك على شكل حلقة بتوجيه والتحكم في مسار حركة الجزيئات عالية الطاقة في مسرع الجسيمات، مما يولد مجالًا مغناطيسيًا قويًا لتغيير مسار وسرعة الجزيئات، وتحقيق تسارع الجسيمات وتركيزها.
المحرك الحلقي: يقوم مغناطيس هالباخ على شكل حلقة بتوليد مجالات مغناطيسية مختلفة عن طريق تغيير اتجاه وشدة التيار لدفع المحرك للدوران.
الأبحاث المعملية: تستخدم عادة في مختبرات الفيزياء لتوليد مجالات مغناطيسية مستقرة وموحدة للبحث في المغناطيسية وعلوم المواد وما إلى ذلك.
1.2 المزايا
مجال مغناطيسي قوي: تعتمد مغناطيسات هالبيك الدقيقة على شكل حلقة تصميمًا مغناطيسيًا حلقيًا، مما يسمح بتركيز المجال المغناطيسي وتركيزه في جميع أنحاء هيكل الحلقة بالكامل. بالمقارنة مع المغناطيس العادي، فإنه يمكن أن ينتج مجال مغناطيسي أعلى كثافة.
توفير المساحة: يسمح الهيكل الحلقي للمجال المغناطيسي بالدوران في مسار حلقة مغلقة، مما يقلل المساحة التي يشغلها المغناطيس، مما يجعله أكثر ملاءمة للتركيب والاستخدام في بعض المواقف.
التوزيع الموحد للمجال المغناطيسي: نظرًا لهيكل التصميم الخاص، يكون توزيع المجال المغناطيسي في المسار الدائري موحدًا نسبيًا، ويكون التغير في شدة المجال المغناطيسي صغيرًا نسبيًا، وهو أمر مفيد لتحسين استقرار المجال المغناطيسي.
المجال المغناطيسي متعدد الأقطاب: يمكن للتصميم توليد مجالات مغناطيسية متعددة الأقطاب، ويمكنه تحقيق تكوينات أكثر تعقيدًا للمجال المغناطيسي في سيناريوهات تطبيق محددة، مما يوفر قدرًا أكبر من المرونة وقابلية التشغيل للتجارب والتطبيقات ذات الاحتياجات الخاصة.
توفير الطاقة وحماية البيئة: تستخدم مواد التصميم عادةً مواد ذات كفاءة عالية في تحويل الطاقة. وفي الوقت نفسه، من خلال التصميم المعقول وتحسين هيكل الدائرة المغناطيسية، يتم تقليل هدر الطاقة وتحقيق الغرض من توفير الطاقة وحماية البيئة.
معدل استخدام مرتفع للمغناطيس الدائم: نتيجة للمغنطة الاتجاهية لمغناطيس هالباخ، تكون نقطة تشغيل المغناطيس الدائم أعلى، وتتجاوز بشكل عام 0.9، مما يحسن معدل استخدام المغناطيس الدائم.
أداء مغناطيسي قوي: يجمع هالباخ بين الترتيبات الشعاعية والمتوازية للمغناطيس، ويتعامل مع النفاذية المغناطيسية للمواد المحيطة النفاذة مغناطيسيًا على أنها لا نهائية لتشكيل مجال مغناطيسي أحادي الجانب.
كثافة الطاقة العالية: المجال المغناطيسي الموازي والمجال المغناطيسي الشعاعي بعد تحلل حلقة هالباخ المغناطيسية يتراكبان معًا، مما يزيد بشكل كبير من قوة المجال المغناطيسي على الجانب الآخر، مما يمكن أن يقلل بشكل فعال من حجم المحرك ويزيد من كثافة الطاقة المحرك. وفي الوقت نفسه، يتمتع المحرك المصنوع من مجموعة مغناطيس هالباخ بأداء عالٍ لا تستطيع المحركات المتزامنة التقليدية ذات المغناطيس الدائم تحقيقه، ويمكن أن يوفر كثافة طاقة مغناطيسية عالية جدًا.
2. الصعوبة الفنية في دقة مصفوفة هالباخ
على الرغم من أن مصفوفة هالباخ تتمتع بالعديد من المزايا، إلا أن تنفيذها الفني صعب أيضًا.
أولاً، أثناء عملية التصنيع، فإن هيكل المغناطيس الدائم المثالي لمجموعة هالباخ هو أن اتجاه مغنطة المغناطيس الدائم الحلقي بأكمله يتغير باستمرار على طول الاتجاه المحيطي، ولكن يصعب تحقيق ذلك في التصنيع الفعلي. من أجل تحقيق التوازن بين التناقض بين الأداء وعملية التصنيع، تحتاج الشركات إلى اعتماد حلول التجميع الخاصة. على سبيل المثال، يتم تقسيم المغناطيس الدائم الحلقي إلى كتل مغناطيس منفصلة على شكل مروحة لها نفس الشكل الهندسي، ويتم ربط اتجاهات المغنطة المختلفة لكل كتلة مغناطيس في حلقة، وأخيرًا يتم وضع خطة تجميع الجزء الثابت والدوار شكلت. ويأخذ هذا النهج في الاعتبار تحسين الأداء وجدوى التصنيع، ولكنه يزيد أيضًا من تعقيد التصنيع.
ثانياً، يجب أن تكون دقة تجميع مصفوفة هالباخ عالية. بأخذ مجموعة مصفوفة هالباخ الدقيقة المستخدمة في جداول حركة الرفع المغناطيسي كمثال، فإن التجميع صعب للغاية بسبب التفاعل بين المغناطيس. تعتبر عملية التجميع التقليدية مرهقة ويمكن أن تسبب مشاكل مثل انخفاض التسطيح والفجوات الكبيرة في مصفوفة المغناطيس. ومن أجل حل هذه المشاكل، تستخدم طريقة التجميع الجديدة الديكور كأداة مساعدة. يتم امتصاص المغناطيس الرئيسي مع اتجاه القوة التصاعدي للمغناطيس الرئيسي أولاً على الخرزة ثم يتم وضعه على اللوحة السفلية، مما يحسن كفاءة التجميع وإحكام مجموعة المغناطيس. والدقة الموضعية للمغناطيس وخطية واستواء مجموعة المغناطيس.
بالإضافة إلى ذلك، فإن تقنية مغنطة مصفوفة هالباخ صعبة أيضًا. في ظل التكنولوجيا التقليدية، تكون أنواع مختلفة من مصفوفات هالباخ في الغالب ممغنطة مسبقًا ثم يتم تجميعها عند استخدامها. ومع ذلك، نظرًا لاتجاهات القوة المتغيرة بين المغناطيس الدائم لمجموعة المغناطيس الدائم Halbach ودقة التجميع العالية، فإن المغناطيس الدائم بعد المغنطة المسبقة غالبًا ما يتطلب المغناطيس قوالب خاصة أثناء التجميع. على الرغم من أن تكنولوجيا المغنطة الشاملة تتمتع بمزايا تحسين كفاءة المغنطة، وتقليل تكاليف الطاقة وتقليل مخاطر التجميع، إلا أنها لا تزال في المرحلة الاستكشافية بسبب الصعوبة التقنية. لا يزال التيار الرئيسي للسوق يتم إنتاجه عن طريق المغنطة المسبقة ثم التجميع.
3. مزايا مجموعة Halbach الدقيقة للتكنولوجيا المغناطيسية في Hangzhou
3.1. كثافة طاقة عالية
تتمتع مجموعة Halbach الدقيقة لتكنولوجيا الطاقة المغناطيسية في Hangzhou بمزايا كبيرة في كثافة الطاقة. فهو يقوم بتركيب المجال المغناطيسي الموازي والمجال المغناطيسي الشعاعي، مما يزيد بشكل كبير من قوة المجال المغناطيسي على الجانب الآخر. يمكن لهذه الميزة تقليل حجم المحرك بشكل فعال وزيادة كثافة الطاقة. بالمقارنة مع بنية محرك المغناطيس الدائم التقليدي، تستخدم تقنية Hangzhou Magnet Technology تقنية مصفوفة Halbach الدقيقة لتحقيق تصغير المحرك بنفس طاقة الخرج، مما يوفر مساحة لسيناريوهات التطبيقات المختلفة وتحسين كفاءة استخدام الطاقة.
3.2. الجزء الثابت والدوار لا يحتاجان إلى شلال
في المحركات التقليدية ذات المغناطيس الدائم، نظرًا للوجود الحتمي للتوافقيات في المجال المغناطيسي للفجوة الهوائية، فمن الضروري عادةً اعتماد منحدرات على هياكل الجزء الثابت والدوار لإضعاف تأثيرها. يتمتع المجال المغناطيسي ذو الفجوة الهوائية لمجموعة Halbach الدقيقة لتقنية الطاقة المغناطيسية Hangzhou بدرجة عالية من توزيع المجال المغناطيسي الجيبي ومحتوى توافقي صغير. وهذا يلغي الحاجة إلى الانحرافات في الجزء الثابت والدوار، الأمر الذي لا يؤدي فقط إلى تبسيط هيكل المحرك، ويقلل من صعوبة التصنيع والتكلفة، ولكنه يعمل أيضًا على تحسين استقرار التشغيل وموثوقية المحرك.
3.3. يمكن أن يكون الدوار مصنوعًا من مواد غير أساسية
يؤدي تأثير الحماية الذاتية لمصفوفة هالباخ الدقيقة إلى توليد مجال مغناطيسي أحادي الجانب، مما يوفر مساحة أكبر لاختيار المواد الدوارة. تستفيد تكنولوجيا Hangzhou Magnet بشكل كامل من هذه الميزة ويمكنها اختيار المواد غير الأساسية مثل مادة الدوار، مما يقلل من لحظة القصور الذاتي ويحسن أداء الاستجابة السريعة للمحرك. وهذا مهم بشكل خاص لسيناريوهات التطبيق التي تتطلب عمليات تشغيل وتوقف متكررة وتعديل سريع للسرعة، مثل خطوط الإنتاج الآلية والروبوتات وغيرها من المجالات.
3.4. ارتفاع معدل استخدام المغناطيس الدائم
تستخدم مجموعة Halbach الدقيقة لتقنية الطاقة المغناطيسية Hangzhou مغنطة اتجاهية لتحقيق نقطة تشغيل أعلى، تتجاوز بشكل عام 0.9، مما يحسن بشكل كبير معدل استخدام المغناطيس الدائم. وهذا يعني أنه باستخدام نفس الكمية من المغناطيس، يمكن توليد مجال مغناطيسي أقوى ويمكن تحسين أداء خرج المحرك. وفي الوقت نفسه، فإنه يقلل أيضًا من الاعتماد على الموارد النادرة، ويقلل التكاليف، ويلبي متطلبات التنمية المستدامة.
3.5. يمكن استخدام اللف المركزة
نظرًا للتوزيع الجيبي العالي للمجال المغناطيسي لمجموعة Halbeck الدقيقة والتأثير الصغير للمجال المغناطيسي التوافقي، يمكن لتكنولوجيا الطاقة المغناطيسية في Hangzhou استخدام اللفات المركزة. تتمتع الملفات المركزة بكفاءة أعلى وخسارة أقل من الملفات الموزعة المستخدمة في المحركات ذات المغناطيس الدائم التقليدية. بالإضافة إلى ذلك، يمكن للملفات المركزة أيضًا تقليل حجم ووزن المحرك، وزيادة كثافة الطاقة، وتوفير المزيد من الإمكانيات لتصغير المحرك ووزنه الخفيف.
4. فريق البحث والتطوير
تتمتع شركة Hangzhou Magnet power Technology بفريق بحث وتطوير محترف وفعال، والذي يوفر دعمًا قويًا للشركة في تطبيق وابتكار تقنية صفيف Halbach الدقيقة.
يأتي أعضاء الفريق من مجالات مهنية مختلفة ويتمتعون بخلفية وخبرة تقنية غنية. بعضهم حاصل على درجة الدكتوراه والماجستير في الهندسة الكهربائية والمغناطيسية وعلوم المواد وغيرها من التخصصات ذات الصلة، ولديهم أكثر من 20 عامًا من الخبرة الصناعية في مجال البحث والتطوير الحركي وتصميم المغناطيس وعمليات التصنيع وغيرها من المجالات. تمكنهم سنوات الخبرة من فهم المشكلات الفنية المعقدة وحلها بسرعة. في المستقبل، سيواصل الفريق استكشاف مجالات التطبيق المختلفة واتجاهات التطوير الجديدة لتقنية مصفوفة هالباخ الدقيقة.
وقت النشر: 26 نوفمبر 2024
