La matriu Halbach és una estructura especial de disposició d'imants permanents. En disposar imants permanents en angles i direccions específiques, es poden aconseguir algunes característiques de camp magnètic no convencionals. Una de les seves característiques més notables és la seva capacitat per millorar significativament la força del camp magnètic en una direcció específica alhora que debilita molt el camp magnètic de l'altre costat, formant aproximadament un efecte de camp magnètic unilateral. Aquesta característica de distribució del camp magnètic permet augmentar eficaçment la densitat de potència en aplicacions de motor, perquè el camp magnètic millorat permet que el motor produeixi una sortida de parell més gran en un volum més petit. En alguns equips de precisió, com ara auriculars i altres dispositius d'àudio, la matriu Halbach també pot millorar el rendiment de la unitat de so optimitzant el camp magnètic, oferint als usuaris una millor experiència d'àudio, com ara millorar l'efecte dels baixos i millorar la fidelitat i la capa de el so. espera.
Hangzhou Magnet power Technology Co., Ltd. considera tant l'optimització del rendiment com la viabilitat de la fabricació en l'aplicació de la tecnologia de matriu Halbach, combinant la innovació tecnològica amb aplicacions pràctiques. A continuació, explorem l'encant únic de les matrius Halbach.
1. Camps d'aplicació i avantatges de la matriu Halbach de precisió
1.1 Escenaris d'aplicació i funcions
Motor d'accionament directe: per resoldre els problemes de mida més gran i major cost causats per l'augment del nombre de parells de pols als quals s'enfronten els motors d'accionament directe en aplicacions de mercat, la tecnologia de magnetització de matriu Halbeck ofereix una nova idea. Després d'adoptar aquesta tecnologia, la densitat de flux magnètic al costat de l'espai d'aire augmenta considerablement i es redueix el flux magnètic al jou del rotor, cosa que redueix eficaçment el pes i la inèrcia del rotor i millora la resposta ràpida del sistema. Al mateix temps, la densitat de flux magnètic de l'espai d'aire s'acosta més a una ona sinusoïdal, reduint el contingut harmònic inútil, reduint el parell de cogging i la ondulació del parell i millorant l'eficiència del motor.
Motor de CA sense escombretes: la matriu d'anells Halbeck del motor de CA sense escombretes pot millorar la força magnètica en una direcció i obtenir una distribució de força magnètica sinusoïdal gairebé perfecta. A més, a causa de la distribució de força magnètica unidireccional, es poden utilitzar materials no ferromagnètics com a eix central, la qual cosa redueix molt el pes global i millora l'eficiència.
Equips d'imatge de ressonància magnètica (MRI): els imants Halbeck en forma d'anell poden produir camps magnètics estables en equips d'imatge mèdica, que s'utilitzen per localitzar i excitar nuclis atòmics en objectes detectats per obtenir informació d'imatge d'alta resolució.
Accelerador de partícules: els imants Halbeck en forma d'anell guien i controlen la trajectòria de moviment de les partícules d'alta energia a l'accelerador de partícules, generant un camp magnètic fort per canviar la trajectòria i la velocitat de les partícules i aconseguir l'acceleració i l'enfocament de les partícules.
Motor d'anell: els imants Halbach en forma d'anell generen diferents camps magnètics canviant la direcció i la magnitud del corrent per fer girar el motor.
Recerca de laboratori: s'utilitza habitualment en laboratoris de física per generar camps magnètics estables i uniformes per a la investigació en magnetisme, ciència de materials, etc.
1.2 Avantatges
Camp magnètic potent: els imants Halbeck de precisió en forma d'anell adopten un disseny d'imant d'anell, que permet que el camp magnètic es concentri i enfoca a tota l'estructura de l'anell. En comparació amb els imants normals, pot produir un camp magnètic de major intensitat.
Estalvi d'espai: l'estructura de l'anell permet que el camp magnètic s'inclogui en un camí de llaç tancat, reduint l'espai ocupat per l'imant, fent-lo més còmode d'instal·lar i utilitzar en algunes situacions.
Distribució uniforme del camp magnètic: a causa de l'estructura especial del disseny, la distribució del camp magnètic en el camí circular és relativament uniforme i el canvi en la intensitat del camp magnètic és relativament petit, cosa que és beneficiós per millorar l'estabilitat del camp magnètic.
Camp magnètic multipolar: el disseny pot generar camps magnètics multipolars i pot aconseguir configuracions de camp magnètics més complexes en escenaris d'aplicació específics, proporcionant una major flexibilitat i operativitat per a experiments i aplicacions amb necessitats especials.
Estalvi d'energia i protecció del medi ambient: els materials de disseny solen utilitzar materials amb una alta eficiència de conversió d'energia. Al mateix temps, mitjançant un disseny raonable i l'optimització de l'estructura del circuit magnètic, es redueix el malbaratament d'energia i s'aconsegueix el propòsit d'estalvi d'energia i protecció del medi ambient.
Elevada taxa d'utilització d'imants permanents: com a resultat de la magnetització direccional dels imants Halbach, el punt de funcionament dels imants permanents és superior, generalment superant el 0,9, la qual cosa millora la taxa d'utilització dels imants permanents.
Rendiment magnètic fort: Halbach combina les disposicions radials i paral·leles dels imants, tractant la permeabilitat magnètica dels materials circumdants permeables magnèticament com a infinita per formar un camp magnètic unilateral.
Alta densitat de potència: el camp magnètic paral·lel i el camp magnètic radial després de la descomposició de l'anell magnètic Halbach es superposen, la qual cosa augmenta considerablement la força del camp magnètic a l'altre costat, cosa que pot reduir eficaçment la mida del motor i augmentar la densitat de potència de el motor. Al mateix temps, el motor fet d'imants de matriu Halbach té un alt rendiment que els motors síncrons d'imants permanents convencionals no poden aconseguir i pot proporcionar una densitat de potència magnètica ultra alta.
2. Dificultat tècnica de la matriu Halbach de precisió
Tot i que la matriu Halbach té molts avantatges, la seva implementació tècnica també és difícil.
En primer lloc, durant el procés de fabricació, l'estructura ideal de l'imant permanent de la matriu de Halbach és que la direcció de magnetització de tot l'imant permanent anular canvia contínuament al llarg de la direcció circumferencial, però això és difícil d'aconseguir en la fabricació real. Per tal d'equilibrar la contradicció entre el rendiment i el procés de fabricació, les empreses han d'adoptar solucions de muntatge especials. Per exemple, l'imant permanent anular es divideix en blocs d'imants discrets en forma de ventilador amb la mateixa forma geomètrica, i les diferents direccions de magnetització de cada bloc d'imants s'uneixen en un anell i, finalment, el pla de muntatge de l'estator i el rotor és format. Aquest enfocament té en compte tant l'optimització del rendiment com la viabilitat de la fabricació, però també augmenta la complexitat de la fabricació.
En segon lloc, cal que la precisió de muntatge de la matriu Halbach sigui alta. Prenent com a exemple el conjunt de matriu Halbach de precisió utilitzat per a taules de moviment de levitació magnètica, el muntatge és molt difícil a causa de la interacció entre imants. El procés de muntatge tradicional és feixuc i pot causar fàcilment problemes com ara poca planitud i grans buits a la matriu d'imants. Per resoldre aquests problemes, el nou mètode de muntatge utilitza el cordó com a eina auxiliar. L'imant principal amb la direcció de la força ascendent de l'imant principal s'adsorbeix primer a la perla i després es col·loca a la placa inferior, cosa que millora l'eficiència del muntatge i l'estanquitat de la matriu d'imants. i la precisió de posició dels imants i la linealitat i la planitud de la matriu d'imants.
A més, la tecnologia de magnetització de la matriu Halbach també és difícil. Sota la tecnologia tradicional, diversos tipus de matrius Halbach són majoritàriament premagnetitzats i després s'assemblen quan s'utilitzen. Tanmateix, a causa de les direccions de força variables entre els imants permanents de la matriu d'imants permanents de Halbach i l'alta precisió de muntatge, els imants permanents després de la premagnetització són sovint els imants requereixen motlles especials durant el muntatge. Tot i que la tecnologia de magnetització global té els avantatges de millorar l'eficiència de la magnetització, reduir els costos energètics i reduir els riscos de muntatge, encara es troba en fase exploratòria a causa de la dificultat tècnica. El corrent principal del mercat encara es produeix per premagnetització i després muntatge.
3. Avantatges de la matriu Halbach de precisió de Hangzhou Magnetic Technology
3.1. Alta densitat de potència
La matriu Halbach de precisió de Hangzhou Magnet power Technology té avantatges significatius en la densitat de potència. Superposa el camp magnètic paral·lel i el camp magnètic radial, augmentant molt la força del camp magnètic a l'altre costat. Aquesta característica pot reduir eficaçment la mida del motor i augmentar la densitat de potència. En comparació amb l'arquitectura tradicional del motor d'imants permanents, la tecnologia d'imants de Hangzhou utilitza la tecnologia de matriu Halbach de precisió per aconseguir la miniaturització del motor amb la mateixa potència de sortida, estalviant espai per a diversos escenaris d'aplicació i millorant l'eficiència d'utilització de l'energia.
3.2. L'estator i el rotor no necessiten canal
En els motors d'imants permanents tradicionals, a causa de la presència inevitable d'harmònics en el camp magnètic de l'entrefer, sol ser necessari adoptar rampes a les estructures de l'estator i del rotor per afeblir-ne la influència. El camp magnètic d'entrefer d'aire de la matriu Halbach de precisió de la tecnologia d'energia magnètica de Hangzhou té un alt grau de distribució del camp magnètic sinusoïdal i un petit contingut harmònic. Això elimina la necessitat d'ajustaments a l'estator i el rotor, que no només simplifica l'estructura del motor, redueix la dificultat i el cost de fabricació, sinó que també millora l'estabilitat i la fiabilitat de funcionament del motor.
3.3. El rotor pot estar fet de materials sense nucli
L'efecte d'autoprotecció de la matriu de precisió Halbach genera un camp magnètic d'un sol costat, que proporciona més espai per a la selecció de materials del rotor. La tecnologia d'imants de Hangzhou aprofita aquest avantatge i pot triar materials no centrals com a material del rotor, cosa que redueix el moment d'inèrcia i millora el rendiment de resposta ràpida del motor. Això és especialment important per a escenaris d'aplicació que requereixen arrencades i parades freqüents i un ajust ràpid de velocitat, com ara línies de producció automatitzades, robots i altres camps.
3.4. Alta taxa d'utilització d'imants permanents
La matriu de precisió Halbach de Hangzhou Magnet power Technology utilitza la magnetització direccional per aconseguir un punt de funcionament més alt, generalment superior a 0,9, la qual cosa millora molt la taxa d'utilització dels imants permanents. Això vol dir que amb la mateixa quantitat d'imants es pot generar un camp magnètic més fort i es pot millorar el rendiment de sortida del motor. Al mateix temps, també redueix la dependència dels recursos rars, redueix els costos i compleix els requisits del desenvolupament sostenible.
3.5. Es pot utilitzar bobinatge concentrat
A causa de l'elevada distribució sinusoïdal del camp magnètic de la matriu Halbeck de precisió i la petita influència del camp magnètic harmònic, Hangzhou Magnet power Technology pot utilitzar bobinatges concentrats. Els bobinatges concentrats tenen una eficiència més alta i pèrdues més baixes que els bobinats distribuïts utilitzats en els motors d'imants permanents tradicionals. A més, el bobinat concentrat també pot reduir la mida i el pes del motor, augmentar la densitat de potència i oferir més possibilitats de miniaturització i lleugeresa del motor.
4. Equip d'R+D
Hangzhou Magnet power Technology compta amb un equip d'R + D professional i eficient, que ofereix un fort suport a l'empresa en l'aplicació i la innovació de la tecnologia de matriu Halbach de precisió.
Els membres de l'equip provenen de diferents àmbits professionals i tenen un ric bagatge tècnic i experiència. Alguns d'ells tenen doctorats i màsters en enginyeria elèctrica, magnetisme, ciència dels materials i altres especialitats relacionades, i tenen més de 20 anys d'experiència en la indústria en recerca i desenvolupament de motors, disseny d'imants, processos de fabricació i altres camps. Els anys d'experiència els permeten comprendre i resoldre ràpidament problemes tècnics complexos. En el futur, l'equip continuarà explorant diferents camps d'aplicació i noves direccions de desenvolupament de la tecnologia de matriu Halbach de precisió.
Hora de publicació: 26-nov-2024
