Halbachovo pole je speciální struktura uspořádání permanentních magnetů. Uspořádáním permanentních magnetů ve specifických úhlech a směrech lze dosáhnout některých nekonvenčních charakteristik magnetického pole. Jedním z jeho nejpozoruhodnějších rysů je jeho schopnost výrazně zvýšit sílu magnetického pole ve specifickém směru a zároveň výrazně oslabit magnetické pole na druhé straně, což přibližně vytváří efekt jednostranného magnetického pole. Tato charakteristika rozložení magnetického pole umožňuje efektivně zvýšit hustotu výkonu v motorových aplikacích, protože vylepšené magnetické pole umožňuje motoru produkovat větší točivý moment při menším objemu. U některých přesných zařízení, jako jsou sluchátka a další zvuková zařízení, může pole Halbach také zlepšit výkon zvukové jednotky optimalizací magnetického pole, což uživatelům přináší lepší zvukový zážitek, jako je zesílení basového efektu a zlepšení věrnosti a vrstvení zvuku. zvuk. Počkejte.
Hangzhou Magnet power Technology Co., Ltd. zvažuje optimalizaci výkonu a proveditelnost výroby při aplikaci technologie pole Halbach, která kombinuje technologické inovace s praktickými aplikacemi. Dále pojďme prozkoumat jedinečné kouzlo polí Halbach.
1. Oblasti použití a výhody přesného Halbachova pole
1.1Scénáře a funkce aplikací
Motor s přímým pohonem: Aby bylo možné vyřešit problémy s větší velikostí a vyššími náklady způsobenými zvýšením počtu párů pólů, kterým čelí motory s přímým pohonem v tržních aplikacích, poskytuje technologie magnetizace pole Halbeck novou myšlenku. Po přijetí této technologie se hustota magnetického toku na straně vzduchové mezery výrazně zvýší a magnetický tok na třmenu rotoru se sníží, což účinně snižuje hmotnost a setrvačnost rotoru a zlepšuje rychlou odezvu systému. Hustota magnetického toku ve vzduchové mezeře se zároveň blíží sinusové vlně, čímž se snižuje zbytečný obsah harmonických složek, snižuje se točivý moment a zvlnění točivého momentu a zlepšuje se účinnost motoru.
Střídavý střídavý motor: Kruhové pole Halbeck v bezkomutátorovém střídavém motoru může zvýšit magnetickou sílu v jednom směru a získat téměř dokonalé sinusové rozložení magnetické síly. Navíc díky jednosměrnému rozložení magnetické síly lze jako centrální osu použít neferomagnetické materiály, což výrazně snižuje celkovou hmotnost a zlepšuje účinnost.
Zařízení pro zobrazování magnetickou rezonancí (MRI): Prstencovité Halbeckovy magnety mohou vytvářet stabilní magnetická pole v lékařských zobrazovacích zařízeních, která se používají k lokalizaci a excitaci atomových jader v detekovaných objektech za účelem získání obrazových informací s vysokým rozlišením.
Urychlovač částic: Prstencové Halbeckovy magnety vedou a řídí dráhu pohybu vysokoenergetických částic v urychlovači částic, generují silné magnetické pole, které mění trajektorii a rychlost částic a dosahuje zrychlení a zaostření částic.
Prstencový motor: Prstencové Halbachovy magnety generují různá magnetická pole změnou směru a velikosti proudu, který pohání motor do otáčení.
Laboratorní výzkum: Obvykle se používá ve fyzikálních laboratořích k vytváření stabilních a jednotných magnetických polí pro výzkum magnetismu, vědy o materiálech atd.
1.2 Výhody
Výkonné magnetické pole: Přesné prstencové magnety Halbeck využívají design prstencového magnetu, který umožňuje koncentrovat a soustředit magnetické pole v celé prstencové struktuře. Ve srovnání s běžnými magnety může vytvářet magnetické pole vyšší intenzity.
Úspora místa: Kruhová struktura umožňuje magnetickému poli smyčku v uzavřené dráze smyčky, čímž se zmenšuje prostor zabraný magnetem, což usnadňuje instalaci a použití v některých situacích.
Rovnoměrné rozložení magnetického pole: Díky speciální konstrukci je rozložení magnetického pole v kruhové dráze relativně rovnoměrné a změna intenzity magnetického pole je relativně malá, což je výhodné pro zlepšení stability magnetického pole.
Multipolární magnetické pole: Konstrukce může generovat multipolární magnetická pole a může dosáhnout složitějších konfigurací magnetického pole ve specifických aplikačních scénářích, což poskytuje větší flexibilitu a provozuschopnost pro experimenty a aplikace se speciálními potřebami.
Úspora energie a ochrana životního prostředí: Konstrukční materiály obvykle používají materiály s vysokou účinností přeměny energie. Zároveň se rozumným návrhem a optimalizací struktury magnetického obvodu snižuje plýtvání energií a je dosaženo účelu úspory energie a ochrany životního prostředí.
Vysoká míra využití permanentních magnetů: V důsledku směrové magnetizace Halbachových magnetů je pracovní bod permanentních magnetů vyšší, obecně přesahující 0,9, což zlepšuje míru využití permanentních magnetů.
Silný magnetický výkon: Halbach kombinuje radiální a paralelní uspořádání magnetů, přičemž magnetickou permeabilitu okolních magneticky permeabilních materiálů považuje za nekonečnou a vytváří tak jednostranné magnetické pole.
Vysoká hustota výkonu: Paralelní magnetické pole a radiální magnetické pole po rozložení magnetického prstence Halbach se navzájem překrývají, což výrazně zvyšuje sílu magnetického pole na druhé straně, což může účinně snížit velikost motoru a zvýšit hustotu výkonu motoru. motoru. Motor vyrobený z Halbachových magnetů má zároveň vysoký výkon, kterého běžné synchronní motory s permanentními magnety nedosáhnou, a může poskytnout ultra vysokou hustotu magnetického výkonu.
2. Technická náročnost přesného Halbachova pole
Přestože má pole Halbach mnoho výhod, jeho technická realizace je také obtížná.
Za prvé, během výrobního procesu je ideální struktura permanentního magnetu Halbachovým polem taková, že se směr magnetizace celého prstencového permanentního magnetu plynule mění podél obvodového směru, což je však při skutečné výrobě obtížné dosáhnout. Aby společnosti vyrovnaly rozpor mezi výkonem a výrobním procesem, musí přijmout speciální montážní řešení. Například prstencový permanentní magnet je rozdělen do vějířovitých diskrétních magnetových bloků se stejným geometrickým tvarem a různé směry magnetizace každého magnetického bloku jsou spojeny do prstence a nakonec je plán montáže statoru a rotoru vytvořený. Tento přístup bere v úvahu jak optimalizaci výkonu, tak proveditelnost výroby, ale také zvyšuje složitost výroby.
Za druhé, přesnost montáže Halbachova pole musí být vysoká. Vezmeme-li jako příklad přesnou sestavu Halbachova pole používanou pro pohyblivé stoly s magnetickou levitací, montáž je velmi obtížná kvůli interakci mezi magnety. Tradiční proces montáže je těžkopádný a může snadno způsobit problémy, jako je nízká rovinnost a velké mezery v poli magnetů. K vyřešení těchto problémů používá nový způsob montáže jako pomocný nástroj lemování. Hlavní magnet se směrem síly hlavního magnetu směrem nahoru je nejprve adsorbován na patku a poté umístěn na spodní desku, což zlepšuje efektivitu montáže a těsnost pole magnetů. a polohová přesnost magnetů a linearita a plochost pole magnetů.
Kromě toho je technologie magnetizace pole Halbach také obtížná. Podle tradiční technologie jsou různé typy polí Halbach většinou předmagnetizovány a poté sestaveny při použití. Avšak vzhledem k proměnlivým směrům síly mezi permanentními magnety soustavy permanentních magnetů Halbach a vysoké přesnosti montáže jsou permanentní magnety po předmagnetizaci Magnety často vyžadují při montáži speciální formy. Ačkoli celková technologie magnetizace má výhody ve zlepšení účinnosti magnetizace, snížení nákladů na energii a snížení montážních rizik, je stále ve fázi průzkumu kvůli technické obtížnosti. Hlavní proud trhu se stále vyrábí předmagnetizací a následnou montáží.
3. Výhody přesného Halbachova pole magnetické technologie Hangzhou
3.1. Vysoká hustota výkonu
Přesné pole Halbach od Hangzhou Magnet power Technology má významné výhody v hustotě výkonu. Překrývá paralelní magnetické pole a radiální magnetické pole, čímž výrazně zvyšuje sílu magnetického pole na druhé straně. Tato funkce může účinně zmenšit velikost motoru a zvýšit hustotu výkonu. Ve srovnání s tradiční architekturou motoru s permanentními magnety využívá technologie Hangzhou Magnet Technology přesnou technologii Halbachových polí k dosažení miniaturizace motoru při stejném výstupním výkonu, čímž šetří místo pro různé scénáře aplikací a zlepšuje efektivitu využití energie.
3.2. Stator a rotor nepotřebují skluz
U tradičních motorů s permanentními magnety je kvůli nevyhnutelné přítomnosti harmonických v magnetickém poli vzduchové mezery obvykle nutné použít rampy na statoru a rotoru, aby se jejich vliv oslabil. Přesné magnetické pole Halbach se vzduchovou mezerou technologie Hangzhou Magnet power Technology má vysoký stupeň sinusového rozložení magnetického pole a malý harmonický obsah. To eliminuje potřebu zešikmení statoru a rotoru, což nejen zjednodušuje konstrukci motoru, snižuje výrobní obtíže a náklady, ale také zlepšuje provozní stabilitu a spolehlivost motoru.
3.3. Rotor může být vyroben z materiálů bez jádra
Samostínící efekt přesného Halbachova pole generuje jednostranné magnetické pole, které poskytuje větší prostor pro výběr materiálů rotoru. Technologie Hangzhou Magnet tuto výhodu plně využívá a jako materiál rotoru může zvolit materiály bez jádra, což snižuje moment setrvačnosti a zlepšuje výkon rychlé odezvy motoru. To je zvláště důležité pro scénáře aplikací, které vyžadují časté spouštění a zastavování a rychlé nastavení rychlosti, jako jsou automatizované výrobní linky, roboty a další oblasti.
3.4. Vysoká míra využití permanentních magnetů
Přesné Halbachovo pole technologie Hangzhou Magnet power Technology využívá směrovou magnetizaci k dosažení vyššího pracovního bodu, obecně přesahujícího 0,9, což výrazně zlepšuje míru využití permanentních magnetů. To znamená, že se stejným množstvím magnetů lze generovat silnější magnetické pole a zlepšit výstupní výkon motoru. Zároveň také snižuje závislost na vzácných zdrojích, snižuje náklady a splňuje požadavky udržitelného rozvoje.
3.5. Lze použít koncentrované vinutí
Díky vysokému sinusovému rozložení magnetického pole přesného Halbeckova pole a malému vlivu harmonického magnetického pole může Hangzhou Magnet power Technology používat koncentrovaná vinutí. Koncentrovaná vinutí mají vyšší účinnost a nižší ztráty než distribuovaná vinutí používaná v tradičních motorech s permanentními magnety. Kromě toho může koncentrované vinutí také snížit velikost a hmotnost motoru, zvýšit hustotu výkonu a poskytnout více možností pro miniaturizaci a odlehčení motoru.
4. R&D tým
Hangzhou Magnet power Technology má profesionální a efektivní výzkumný a vývojový tým, který poskytuje společnosti silnou podporu při aplikaci a inovaci přesné technologie pole Halbach.
Členové týmu pocházejí z různých oborů a mají bohaté technické zázemí a zkušenosti. Někteří z nich mají doktoráty a magisterské tituly v elektrotechnice, magnetismu, nauce o materiálech a dalších souvisejících oborech a mají více než 20 let průmyslových zkušeností ve výzkumu a vývoji motorů, konstrukci magnetů, výrobních procesech a dalších oborech. Dlouholeté zkušenosti jim umožňují rychle pochopit a řešit složité technické problémy. V budoucnu bude tým pokračovat ve zkoumání různých aplikačních oblastí a nových směrů vývoje přesné technologie polí Halbach.
Čas odeslání: 26. listopadu 2024
