Halbach array er en speciel permanent magnet arrangement struktur. Ved at arrangere permanente magneter i bestemte vinkler og retninger kan nogle ukonventionelle magnetfeltkarakteristika opnås. Et af dets mest bemærkelsesværdige træk er dets evne til væsentligt at forbedre magnetfeltstyrken i en bestemt retning, mens det i høj grad svækker magnetfeltet på den anden side, hvilket omtrent danner en ensidig magnetfelteffekt. Denne magnetiske feltfordelingskarakteristik gør det muligt at øge effekttætheden effektivt i motorapplikationer, fordi det forbedrede magnetfelt tillader motoren at producere større drejningsmoment i et mindre volumen. I noget præcisionsudstyr, såsom hovedtelefoner og andre lydenheder, kan Halbach-arrayet også forbedre lydenhedens ydeevne ved at optimere magnetfeltet, hvilket giver brugerne en bedre lydoplevelse, såsom at forbedre baseffekten og forbedre troskaben og lagdelingen af lyden. vente.
Hangzhou Magnet Power Technology Co., Ltd. overvejer både ydeevneoptimering og fremstillingsgennemførlighed i anvendelsen af Halbach array-teknologi, der kombinerer teknologisk innovation med praktiske anvendelser. Lad os derefter udforske den unikke charme ved Halbach-arrays.
1. Anvendelsesområder og fordele ved præcision Halbach-array
1.1 Applikationsscenarier og funktioner
Direkte drevet motor: For at løse problemerne med større størrelse og højere omkostninger forårsaget af stigningen i antallet af polpar, som direkte drevne motorer står over for i markedsapplikationer, giver Halbeck array magnetiseringsteknologi en ny idé. Efter vedtagelse af denne teknologi øges den magnetiske fluxtæthed på luftgabets side kraftigt, og den magnetiske flux på rotoråget reduceres, hvilket effektivt reducerer rotorens vægt og inerti og forbedrer systemets hurtige reaktion. Samtidig er luftgabets magnetiske fluxtæthed tættere på en sinusbølge, hvilket reducerer ubrugelig harmonisk indhold, reducerer tandhjulsmoment og drejningsmomentrippel og forbedrer motorens effektivitet.
Børsteløs AC-motor: Halbeck-ringarrayet i den børsteløse AC-motor kan øge den magnetiske kraft i én retning og opnå en næsten perfekt sinusformet magnetisk kraftfordeling. På grund af den ensrettede magnetiske kraftfordeling kan ikke-ferromagnetiske materialer desuden bruges som den centrale akse, hvilket i høj grad reducerer den samlede vægt og forbedrer effektiviteten.
Magnetic Resonance Imaging (MRI) udstyr: Ringformede Halbeck-magneter kan producere stabile magnetfelter i medicinsk billedbehandlingsudstyr, som bruges til at lokalisere og excitere atomkerner i detekterede objekter for at opnå billedinformation i høj opløsning.
Partikelaccelerator: Ringformede Halbeck-magneter styrer og styrer bevægelsesvejen for højenergipartikler i partikelacceleratoren, der genererer et stærkt magnetfelt for at ændre partiklernes bane og hastighed og opnå partikelacceleration og fokusering.
Ringmotor: Ringformede Halbach-magneter genererer forskellige magnetfelter ved at ændre retningen og størrelsen af strømmen for at drive motoren til at rotere.
Laboratorieforskning: Anvendes normalt i fysiklaboratorier til at generere stabile og ensartede magnetfelter til forskning i magnetisme, materialevidenskab mv.
1.2 Fordele
Kraftfuldt magnetfelt: Ringformede præcisions-Halbeck-magneter har et ringmagnetdesign, som gør det muligt at koncentrere og fokusere magnetfeltet gennem hele ringstrukturen. Sammenlignet med almindelige magneter kan den producere et magnetfelt med højere intensitet.
Pladsbesparende: Ringstrukturen tillader magnetfeltet at sløjfe i en lukket sløjfebane, hvilket reducerer pladsen optaget af magneten, hvilket gør den mere praktisk at installere og bruge i nogle situationer.
Ensartet fordeling af magnetfelt: På grund af den specielle designstruktur er fordelingen af magnetfelt i den cirkulære bane relativt ensartet, og ændringen i magnetfeltintensiteten er relativt lille, hvilket er gavnligt for at forbedre magnetfeltets stabilitet.
Multipolært magnetfelt: Designet kan generere multipolære magnetfelter og kan opnå mere komplekse magnetfeltkonfigurationer i specifikke applikationsscenarier, hvilket giver større fleksibilitet og funktionalitet til eksperimenter og applikationer med særlige behov.
Energibesparelse og miljøbeskyttelse: Designmaterialerne bruger normalt materialer med høj energikonverteringseffektivitet. Samtidig reduceres energispild gennem fornuftigt design og optimering af den magnetiske kredsløbsstruktur, og formålet med energibesparelse og miljøbeskyttelse opnås.
Høj udnyttelsesgrad af permanente magneter: Som et resultat af retningsmagnetiseringen af Halbach-magneter er driftspunktet for permanentmagneterne højere, generelt over 0,9, hvilket forbedrer udnyttelsesgraden af permanente magneter.
Stærk magnetisk ydeevne: Halbach kombinerer de radiale og parallelle arrangementer af magneter og behandler den magnetiske permeabilitet af de omgivende magnetisk permeable materialer som uendelig for at danne et ensidigt magnetfelt.
Høj effekttæthed: Det parallelle magnetfelt og det radiale magnetfelt efter at Halbach magnetiske ring er nedbrudt overlejrer hinanden, hvilket i høj grad øger magnetfeltstyrken på den anden side, hvilket effektivt kan reducere størrelsen af motoren og øge effekttætheden på motoren. Samtidig har motoren lavet af Halbach array magneter en høj ydeevne, som konventionelle permanentmagnet synkronmotorer ikke kan opnå, og kan give ultrahøj magnetisk effekttæthed.
2. Teknisk vanskelighed ved præcision Halbach array
Selvom Halbach-arrayet har mange fordele, er dets tekniske implementering også vanskelig.
For det første, under fremstillingsprocessen, er den ideelle Halbach-array-permanentmagnetstruktur, at magnetiseringsretningen af hele den ringformede permanentmagnet ændres kontinuerligt langs den periferiske retning, men dette er vanskeligt at opnå i egentlig fremstilling. For at balancere modsætningen mellem ydeevne og fremstillingsproces er virksomheder nødt til at vedtage specielle montageløsninger. For eksempel er den ringformede permanentmagnet opdelt i vifteformede diskrete magnetblokke med samme geometriske form, og de forskellige magnetiseringsretninger af hver magnetblok splejses til en ring, og til sidst er monteringsplanen for statoren og rotoren. dannet. Denne tilgang tager højde for både ydeevneoptimering og fremstillingsgennemførlighed, men den øger også fremstillingskompleksiteten.
For det andet kræves det, at samlingsnøjagtigheden af Halbach-array er høj. Tager man den præcise Halbach-array-samling, der bruges til magnetiske svævebevægelsesborde, som et eksempel, er samling meget vanskelig på grund af interaktionen mellem magneter. Den traditionelle montageproces er besværlig og kan nemt give problemer som lav fladhed og store huller i magnetarrayet. For at løse disse problemer bruger den nye montagemetode beading som et hjælpeværktøj. Hovedmagneten med hovedmagnetens opadgående kraftretning adsorberes først på perlen og placeres derefter på bundpladen, hvilket forbedrer samlingseffektiviteten og tætheden af magnetarrayet. og magneternes positionsnøjagtighed og lineariteten og fladheden af magnetarrayet.
Derudover er magnetiseringsteknologien i Halbach-arrayet også vanskelig. Under traditionel teknologi bliver forskellige typer Halbach-arrays for det meste præmagnetiseret og derefter samlet, når de bruges. Men på grund af de foranderlige kraftretninger mellem permanentmagneterne i Halbach-permanentmagnet-arrayet og den høje samlingsnøjagtighed, kræver permanentmagneterne efter formagnetisering ofte specielle støbeforme under montering. Selvom den overordnede magnetiseringsteknologi har fordelene ved at forbedre magnetiseringseffektiviteten, reducere energiomkostningerne og reducere monteringsrisici, er den stadig i udforskningsstadiet på grund af de tekniske vanskeligheder. Markedets hovedstrøm produceres stadig ved formagnetisering og derefter montering.
3. Fordele ved Hangzhou Magnetic Technologys præcisions Halbach-array
3.1. Høj effekttæthed
Hangzhou Magnet Power Technologys præcisions Halbach-array har betydelige fordele med hensyn til effekttæthed. Det overlejrer det parallelle magnetfelt og det radiale magnetfelt, hvilket i høj grad øger magnetfeltstyrken på den anden side. Denne funktion kan effektivt reducere størrelsen af motoren og øge effekttætheden. Sammenlignet med den traditionelle permanentmagnetmotorarkitektur bruger Hangzhou Magnet Technology præcisions Halbach-array-teknologi til at opnå miniaturisering af motoren ved samme udgangseffekt, hvilket sparer plads til forskellige anvendelsesscenarier og forbedrer energiudnyttelseseffektiviteten.
3.2. Statoren og rotoren behøver ikke sliske
I traditionelle permanentmagnetmotorer er det på grund af den uundgåelige tilstedeværelse af harmoniske i luftgabets magnetfelt normalt nødvendigt at anvende ramper på stator- og rotorstrukturerne for at svække deres indflydelse. Det præcise Halbach-array-luftgab-magnetfelt i Hangzhou Magnet Power Technology har en høj grad af sinusformet magnetfeltfordeling og et lille harmonisk indhold. Dette eliminerer behovet for skævheder i statoren og rotoren, hvilket ikke kun forenkler motorstrukturen, reducerer fremstillingsbesvær og omkostninger, men forbedrer også motorens driftsstabilitet og pålidelighed.
3.3. Rotoren kan være lavet af ikke-kernematerialer
Den selvafskærmende effekt af præcisions-Halbach-arrayet genererer et enkeltsidet magnetfelt, som giver større plads til valg af rotormaterialer. Hangzhou Magnet Technology udnytter denne fordel fuldt ud og kan vælge ikke-kernematerialer som rotormateriale, hvilket reducerer inertimomentet og forbedrer motorens hurtige responsydelse. Dette er især vigtigt for applikationsscenarier, der kræver hyppige start og stop og hurtig hastighedsjustering, såsom automatiserede produktionslinjer, robotter og andre felter.
3.4. Høj udnyttelsesgrad af permanente magneter
Præcisions-Halbach-arrayet af Hangzhou Magnet Power Technology bruger retningsmagnetisering til at opnå et højere driftspunkt, generelt over 0,9, hvilket i høj grad forbedrer udnyttelsesgraden af permanente magneter. Det betyder, at med den samme mængde magneter kan der genereres et stærkere magnetfelt, og motorens udgangsydelse kan forbedres. Samtidig reducerer det også afhængigheden af sjældne ressourcer, reducerer omkostningerne og opfylder kravene til bæredygtig udvikling.
3.5. Koncentreret vikling kan anvendes
På grund af den høje sinusformede fordeling af magnetfeltet i præcisions-Halbeck-arrayet og den lille indflydelse af det harmoniske magnetfelt, kan Hangzhou Magnet Power Technology bruge koncentrerede viklinger. Koncentrerede viklinger har højere effektivitet og lavere tab end de distribuerede viklinger, der bruges i traditionelle permanentmagnetmotorer. Derudover kan koncentreret vikling også reducere størrelsen og vægten af motoren, øge effekttætheden og give flere muligheder for miniaturisering og letvægtning af motoren.
4. R&D team
Hangzhou Magnet Power Technology har et professionelt og effektivt R&D-team, som yder stærk støtte til virksomheden i anvendelsen og innovationen af præcisions Halbach array-teknologi.
Teammedlemmer kommer fra forskellige faglige områder og har en rig teknisk baggrund og erfaring. Nogle af dem har doktorgrader og mastergrader i elektroteknik, magnetisme, materialevidenskab og andre relaterede hovedfag og har mere end 20 års industrierfaring inden for motorforskning og udvikling, magnetdesign, fremstillingsprocesser og andre områder. Mange års erfaring gør dem i stand til hurtigt at forstå og løse komplekse tekniske problemer. I fremtiden vil teamet fortsætte med at udforske forskellige anvendelsesområder og nye udviklingsretninger for præcisions Halbach array-teknologi.
Indlægstid: 26. november 2024
