Решетката на Халбах е специална конструкция от постоянен магнит. Чрез подреждане на постоянни магнити под определени ъгли и посоки могат да се постигнат някои неконвенционални характеристики на магнитното поле. Една от най-забележителните му характеристики е способността му значително да повишава силата на магнитното поле в определена посока, като същевременно силно отслабва магнитното поле от другата страна, приблизително образувайки едностранен ефект на магнитно поле. Тази характеристика на разпределение на магнитното поле позволява плътността на мощността да бъде ефективно увеличена в моторни приложения, тъй като подобреното магнитно поле позволява на двигателя да произвежда по-голям въртящ момент в по-малък обем. В някои прецизни съоръжения като слушалки и други аудио устройства, масивът Halbach може също да подобри производителността на звуковия модул чрез оптимизиране на магнитното поле, предоставяйки на потребителите по-добро аудио изживяване, като например подобряване на басовия ефект и подобряване на прецизността и наслояването на звукът. чакай
Hangzhou Magnet power Technology Co., Ltd. разглежда както оптимизацията на производителността, така и производствената осъществимост при прилагането на технологията на масива Halbach, комбинирайки технологични иновации с практически приложения. След това нека проучим уникалния чар на масивите Halbach.
1. Области на приложение и предимства на прецизната решетка Халбах
1.1 Приложни сценарии и функции
Мотор с директно задвижване: За да се решат проблемите с по-големия размер и по-високата цена, причинени от увеличаването на броя на двойките полюси, пред които са изправени двигателите с директно задвижване в пазарните приложения, технологията за намагнитване на матрицата Halbeck предоставя нова идея. След възприемането на тази технология, плътността на магнитния поток от страната на въздушната междина е значително увеличена, а магнитният поток върху игото на ротора е намален, което ефективно намалява теглото и инерцията на ротора и подобрява бързата реакция на системата. В същото време плътността на магнитния поток на въздушната междина е по-близо до синусоида, намалявайки безполезното хармонично съдържание, намалявайки въртящия момент и пулсациите на въртящия момент и подобрявайки ефективността на двигателя.
Безчетков променливотоков двигател: Пръстеновата матрица на Halbeck в безчетковия променливотоков двигател може да подобри магнитната сила в една посока и да получи почти перфектно синусоидално разпределение на магнитната сила. В допълнение, поради еднопосочното разпределение на магнитната сила, неферомагнитните материали могат да се използват като централна ос, което значително намалява общото тегло и подобрява ефективността.
Оборудване за магнитен резонанс (MRI): Пръстенообразните магнити на Halbeck могат да произвеждат стабилни магнитни полета в медицинско оборудване за изображения, които се използват за локализиране и възбуждане на атомни ядра в открити обекти за получаване на информация за изображения с висока разделителна способност.
Ускорител на частици: Пръстенообразните магнити на Халбек направляват и контролират пътя на движение на високоенергийни частици в ускорителя на частици, генерирайки силно магнитно поле за промяна на траекторията и скоростта на частиците и постигане на ускорение и фокусиране на частиците.
Пръстенообразен двигател: Пръстенообразните магнити Halbach генерират различни магнитни полета чрез промяна на посоката и големината на тока, за да задвижат двигателя да се върти.
Лабораторни изследвания: Обикновено се използва във физически лаборатории за генериране на стабилни и еднородни магнитни полета за изследвания в областта на магнетизма, науката за материалите и др.
1.2 Предимства
Мощно магнитно поле: Пръстенообразните прецизни магнити Halbeck приемат дизайн на пръстеновиден магнит, който позволява на магнитното поле да бъде концентрирано и фокусирано в цялата структура на пръстена. В сравнение с обикновените магнити, той може да създаде магнитно поле с по-висок интензитет.
Спестяване на пространство: Пръстеновата структура позволява на магнитното поле да се върти в затворена верига, намалявайки пространството, заемано от магнита, което го прави по-удобен за инсталиране и използване в някои ситуации.
Равномерно разпределение на магнитното поле: Благодарение на специалната структура на дизайна, разпределението на магнитното поле в кръговия път е относително равномерно и промяната в интензитета на магнитното поле е относително малка, което е от полза за подобряване на стабилността на магнитното поле.
Многополярно магнитно поле: Дизайнът може да генерира многополярни магнитни полета и може да постигне по-сложни конфигурации на магнитно поле в конкретни сценарии на приложение, осигурявайки по-голяма гъвкавост и оперативност за експерименти и приложения със специални нужди.
Енергоспестяване и опазване на околната среда: Дизайнерските материали обикновено използват материали с висока ефективност на преобразуване на енергия. В същото време, чрез разумен дизайн и оптимизиране на структурата на магнитната верига, загубата на енергия се намалява и се постига целта за пестене на енергия и опазване на околната среда.
Висока степен на използване на постоянните магнити: В резултат на насоченото намагнитване на магнитите на Halbach, работната точка на постоянните магнити е по-висока, като цяло надвишава 0,9, което подобрява степента на използване на постоянните магнити.
Силни магнитни характеристики: Halbach съчетава радиалното и паралелното разположение на магнитите, като третира магнитната пропускливост на околните магнитно пропускливи материали като безкрайна, за да образува едностранно магнитно поле.
Висока плътност на мощността: Паралелното магнитно поле и радиалното магнитно поле след разлагането на магнитния пръстен на Халбах се наслагват взаимно, което значително увеличава силата на магнитното поле от другата страна, което може ефективно да намали размера на двигателя и да увеличи плътността на мощността на мотора. В същото време двигателят, изработен от магнити с масиви на Halbach, има висока производителност, която конвенционалните синхронни двигатели с постоянен магнит не могат да постигнат, и може да осигури ултрависока плътност на магнитната мощност.
2. Техническа трудност на прецизната решетка Halbach
Въпреки че масивът Халбах има много предимства, техническото му изпълнение също е трудно.
Първо, по време на производствения процес, идеалната структура на постоянен магнит с масив на Халбах е, че посоката на намагнитване на целия пръстеновиден постоянен магнит се променя непрекъснато по периферната посока, но това е трудно да се постигне в действителното производство. За да балансират противоречието между производителност и производствен процес, компаниите трябва да приемат специални решения за сглобяване. Например, пръстеновидният постоянен магнит е разделен на ветрилообразни дискретни магнитни блокове със същата геометрична форма и различните посоки на намагнитване на всеки магнитен блок са снадени в пръстен и накрая монтажният план на статора и ротора е образувани. Този подход отчита както оптимизирането на производителността, така и осъществимостта на производството, но също така увеличава сложността на производството.
Второ, точността на сглобяване на масива на Халбах трябва да бъде висока. Вземайки за пример прецизния монтаж на решетка Halbach, използван за маси за магнитно левитационно движение, сглобяването е много трудно поради взаимодействието между магнитите. Традиционният процес на сглобяване е тромав и може лесно да причини проблеми като ниска плоскост и големи празнини в магнитния масив. За да разреши тези проблеми, новият метод на сглобяване използва перли като спомагателен инструмент. Основният магнит с насочена нагоре сила на главния магнит първо се адсорбира върху зърното и след това се позиционира върху долната плоча, което подобрява ефективността на сглобяване и плътността на магнитния масив. и позиционната точност на магнитите и линейността и плоскостта на магнитния масив.
В допълнение, технологията за намагнитване на масива на Халбах също е трудна. Съгласно традиционната технология, различни видове решетки Halbach са предимно предварително намагнетизирани и след това сглобени, когато се използват. Въпреки това, поради променливите посоки на силата между постоянните магнити на масива с постоянни магнити Halbach и високата точност на сглобяване, постоянните магнити след предварително намагнитване са Магнитите често изискват специални форми по време на сглобяването. Въпреки че цялостната технология за намагнитване има предимствата на подобряване на ефективността на намагнитване, намаляване на разходите за енергия и намаляване на рисковете при сглобяване, тя все още е в проучвателен етап поради техническата трудност. Основният поток на пазара все още се произвежда чрез предварително намагнитване и след това сглобяване.
3. Предимства на прецизната решетка Halbach на Hangzhou Magnetic Technology
3.1. Висока плътност на мощността
Прецизният масив Halbach на Hangzhou Magnet power Technology има значителни предимства в плътността на мощността. Той наслагва паралелното магнитно поле и радиалното магнитно поле, което значително увеличава силата на магнитното поле от другата страна. Тази функция може ефективно да намали размера на двигателя и да увеличи плътността на мощността. В сравнение с традиционната архитектура на двигателя с постоянен магнит, Hangzhou Magnet Technology използва прецизна технология на масива Halbach, за да постигне миниатюризация на двигателя при същата изходна мощност, спестявайки място за различни сценарии на приложение и подобрявайки ефективността на използване на енергията.
3.2. Статорът и роторът не се нуждаят от улей
При традиционните двигатели с постоянен магнит, поради неизбежното присъствие на хармоници в магнитното поле на въздушната междина, обикновено е необходимо да се приемат рампи на статорните и роторните структури, за да се отслаби тяхното влияние. Прецизното магнитно поле с въздушна междина на матрицата Halbach на Hangzhou Magnet Power Technology има висока степен на синусоидално разпределение на магнитното поле и малко хармонично съдържание. Това елиминира необходимостта от изкривяване на статора и ротора, което не само опростява структурата на двигателя, намалява производствените трудности и разходите, но също така подобрява работната стабилност и надеждността на двигателя.
3.3. Роторът може да бъде направен от неосновни материали
Самозащитният ефект на прецизната решетка Halbach генерира едностранно магнитно поле, което осигурява по-голямо пространство за избор на роторни материали. Hangzhou Magnet Technology използва пълноценно това предимство и може да избере неосновни материали като материал на ротора, което намалява инерционния момент и подобрява бързата реакция на двигателя. Това е особено важно за сценарии на приложение, които изискват чести стартирания и спирания и бързо регулиране на скоростта, като автоматизирани производствени линии, роботи и други полета.
3.4. Висока степен на използване на постоянни магнити
Прецизният масив Halbach на Hangzhou Magnet Power Technology използва насочено намагнитване, за да постигне по-висока работна точка, обикновено надвишаваща 0,9, което значително подобрява степента на използване на постоянните магнити. Това означава, че със същото количество магнити може да се генерира по-силно магнитно поле и изходната производителност на двигателя може да бъде подобрена. В същото време намалява зависимостта от редки ресурси, намалява разходите и отговаря на изискванията за устойчиво развитие.
3.5. Може да се използва концентрирана намотка
Поради високото синусоидално разпределение на магнитното поле на прецизната матрица на Халбек и слабото влияние на хармоничното магнитно поле, Hangzhou Magnet Power Technology може да използва концентрирани намотки. Концентрираните намотки имат по-висока ефективност и по-ниски загуби от разпределените намотки, използвани в традиционните двигатели с постоянен магнит. В допълнение, концентрираната намотка може също да намали размера и теглото на двигателя, да увеличи плътността на мощността и да предостави повече възможности за миниатюризация и олекотяване на двигателя.
4. Екип за научноизследователска и развойна дейност
Hangzhou Magnet power Technology разполага с професионален и ефективен екип за научноизследователска и развойна дейност, който осигурява силна подкрепа за компанията в прилагането и иновациите на прецизната технология за масиви Halbach.
Членовете на екипа идват от различни професионални области и имат богат технически опит и опит. Някои от тях имат докторски и магистърски степени по електротехника, магнетизъм, наука за материалите и други свързани специалности и имат повече от 20 години опит в индустрията в областта на изследванията и разработките на двигатели, дизайна на магнити, производствените процеси и други области. Годините опит им позволяват бързо да разбират и решават сложни технически проблеми. В бъдеще екипът ще продължи да проучва различни области на приложение и нови насоки за развитие на прецизната технология за масиви Halbach.
Време на публикуване: 26 ноември 2024 г
