آرایه Halbach: جذابیت یک میدان مغناطیسی متفاوت را احساس کنید

آرایه هالباخ ​​یک ساختار آرایش آهنربای دائمی ویژه است. با چیدمان آهنرباهای دائمی در زوایای و جهت های خاص، می توان به برخی از ویژگی های میدان مغناطیسی نامتعارف دست یافت. یکی از قابل توجه ترین ویژگی های آن توانایی آن در افزایش قابل توجه قدرت میدان مغناطیسی در یک جهت خاص در حالی که میدان مغناطیسی طرف دیگر را بسیار ضعیف می کند، تقریباً یک اثر میدان مغناطیسی یک طرفه را تشکیل می دهد. این مشخصه توزیع میدان مغناطیسی اجازه می دهد تا چگالی توان به طور موثر در کاربردهای موتور افزایش یابد، زیرا میدان مغناطیسی تقویت شده به موتور اجازه می دهد تا گشتاور خروجی بیشتری را در حجم کمتری تولید کند. در برخی از تجهیزات دقیق مانند هدفون و سایر دستگاه های صوتی، آرایه Halbach همچنین می تواند عملکرد واحد صدا را با بهینه سازی میدان مغناطیسی بهبود بخشد و تجربه صوتی بهتری را برای کاربران به ارمغان بیاورد، مانند افزایش جلوه باس و بهبود وفاداری و لایه بندی صدا. صدا صبر کن

Hangzhou Magnet Power Technology Co., Ltd. هم بهینه سازی عملکرد و هم امکان ساخت را در استفاده از فناوری آرایه Halbach در نظر می گیرد و نوآوری های تکنولوژیکی را با کاربردهای عملی ترکیب می کند. در مرحله بعد، بیایید جذابیت منحصر به فرد آرایه های Halbach را بررسی کنیم.

1. زمینه های کاربردی و مزایای آرایه هالباخ ​​دقیق

1.1 سناریوها و عملکردهای کاربردی

موتور محرک مستقیم: به منظور حل مشکلات اندازه بزرگتر و هزینه بالاتر ناشی از افزایش تعداد جفت قطب های مواجه شده توسط موتورهای درایو مستقیم در کاربردهای بازار، فناوری مغناطیس آرایه هالبک ایده جدیدی را ارائه می دهد. پس از اتخاذ این فناوری، چگالی شار مغناطیسی در سمت شکاف هوا بسیار افزایش می‌یابد و شار مغناطیسی روی یوک روتور کاهش می‌یابد که به طور موثر وزن و اینرسی روتور را کاهش می‌دهد و واکنش سریع سیستم را بهبود می‌بخشد. در عین حال، چگالی شار مغناطیسی شکاف هوا به موج سینوسی نزدیک‌تر است، محتوای هارمونیک بی‌فایده را کاهش می‌دهد، گشتاور و موج‌های گشتاور را کاهش می‌دهد و راندمان موتور را بهبود می‌بخشد.

موتور AC بدون جاروبک: آرایه حلقه Halbeck در موتور AC بدون جاروبک می‌تواند نیروی مغناطیسی را در یک جهت افزایش دهد و توزیع نیروی مغناطیسی سینوسی تقریباً عالی را به دست آورد. علاوه بر این، به دلیل توزیع نیروی مغناطیسی یک طرفه، می توان از مواد غیر فرومغناطیسی به عنوان محور مرکزی استفاده کرد که وزن کلی را تا حد زیادی کاهش می دهد و کارایی را بهبود می بخشد.

تجهیزات تصویربرداری تشدید مغناطیسی (MRI): آهنرباهای حلقه ای شکل Halbeck می توانند میدان های مغناطیسی پایداری را در تجهیزات تصویربرداری پزشکی ایجاد کنند که برای مکان یابی و تحریک هسته های اتمی در اشیاء شناسایی شده برای به دست آوردن اطلاعات تصویر با وضوح بالا استفاده می شود.

شتاب دهنده ذرات: آهنرباهای حلقه ای شکل هالبک مسیر حرکت ذرات پرانرژی را در شتاب دهنده ذرات هدایت و کنترل می کنند و یک میدان مغناطیسی قوی برای تغییر مسیر و سرعت ذرات و دستیابی به شتاب و تمرکز ذرات ایجاد می کنند.

موتور حلقه ای: آهنرباهای حلباخ حلقه ای با تغییر جهت و بزرگی جریان، میدان های مغناطیسی مختلفی ایجاد می کنند تا موتور را به چرخش سوق دهند.

تحقیقات آزمایشگاهی: معمولاً در آزمایشگاه‌های فیزیک برای تولید میدان‌های مغناطیسی پایدار و یکنواخت برای تحقیقات در زمینه مغناطیس، علم مواد و غیره استفاده می‌شود.

1.2 مزایا

میدان مغناطیسی قدرتمند: آهنرباهای هالبک حلقه‌ای شکل از طراحی آهنربای حلقه‌ای استفاده می‌کنند که به میدان مغناطیسی اجازه می‌دهد تا در کل ساختار حلقه متمرکز و متمرکز شود. در مقایسه با آهنرباهای معمولی، می تواند میدان مغناطیسی با شدت بیشتری تولید کند.

صرفه جویی در فضا: ساختار حلقه به میدان مغناطیسی اجازه می دهد تا در یک مسیر حلقه بسته حلقه بزند، فضای اشغال شده توسط آهنربا را کاهش می دهد و نصب و استفاده از آن را در برخی شرایط راحت تر می کند.

توزیع یکنواخت میدان مغناطیسی: به دلیل ساختار طراحی خاص، توزیع میدان مغناطیسی در مسیر دایره ای نسبتاً یکنواخت است و تغییر در شدت میدان مغناطیسی نسبتاً کم است که برای بهبود پایداری میدان مغناطیسی مفید است.

میدان مغناطیسی چند قطبی: این طرح می‌تواند میدان‌های مغناطیسی چندقطبی ایجاد کند، و می‌تواند به پیکربندی‌های میدان مغناطیسی پیچیده‌تری در سناریوهای کاربردی خاص دست یابد، که انعطاف‌پذیری و عملکرد بیشتری را برای آزمایش‌ها و برنامه‌های کاربردی با نیازهای خاص فراهم می‌کند.

صرفه جویی در انرژی و حفاظت از محیط زیست: مواد طراحی معمولا از موادی با راندمان تبدیل انرژی بالا استفاده می کنند. در عین حال، از طریق طراحی معقول و بهینه سازی ساختار مدار مغناطیسی، اتلاف انرژی کاهش می یابد و هدف صرفه جویی در انرژی و حفاظت از محیط زیست محقق می شود.

میزان استفاده زیاد از آهنرباهای دائمی: در نتیجه مغناطش جهتی آهنرباهای هالباخ، نقطه عملکرد آهنرباهای دائمی بالاتر است، معمولاً بیش از 0.9 است که میزان استفاده از آهنرباهای دائمی را بهبود می بخشد.

عملکرد مغناطیسی قوی: هالباخ ​​آرایش شعاعی و موازی آهنرباها را ترکیب می کند و نفوذپذیری مغناطیسی مواد نفوذپذیر مغناطیسی اطراف را بی نهایت می داند تا یک میدان مغناطیسی یک طرفه ایجاد کند.

چگالی توان بالا: میدان مغناطیسی موازی و میدان مغناطیسی شعاعی پس از تجزیه حلقه مغناطیسی هالباخ ​​روی یکدیگر قرار می‌گیرند، که قدرت میدان مغناطیسی طرف دیگر را به شدت افزایش می‌دهد، که می‌تواند به طور موثر اندازه موتور را کاهش دهد و چگالی توان را افزایش دهد. موتور در عین حال، موتور ساخته شده از آهنرباهای آرایه Halbach دارای عملکرد بالایی است که موتورهای سنکرون آهنربای دائم معمولی نمی توانند به آن دست یابند و می توانند چگالی توان مغناطیسی فوق العاده بالایی را ارائه دهند.

2. دشواری فنی آرایه هالباخ ​​دقیق

اگرچه آرایه هالباخ ​​مزایای زیادی دارد، اما اجرای فنی آن نیز دشوار است.

اول، در طول فرآیند تولید، ساختار آهنربای دائم آرایه Halbach ایده آل این است که جهت مغناطیسی کل آهنربای دائم حلقوی به طور مداوم در امتداد جهت محیطی تغییر می کند، اما دستیابی به این امر در ساخت واقعی دشوار است. به منظور متعادل کردن تضاد بین عملکرد و فرآیند تولید، شرکت ها نیاز به اتخاذ راه حل های مونتاژ ویژه دارند. به عنوان مثال آهنربای دایمی حلقوی به بلوک های آهنربایی گسسته فن شکل با همان شکل هندسی تقسیم می شود و جهت های مغناطیسی مختلف هر بلوک آهنربایی به صورت حلقه در می آید و در نهایت پلان مونتاژ استاتور و روتور به صورت حلقه ای در می آید. تشکیل شده است. این رویکرد هم بهینه سازی عملکرد و هم امکان سنجی ساخت را در نظر می گیرد، اما پیچیدگی تولید را نیز افزایش می دهد.

ثانیاً، دقت مونتاژ آرایه Halbach باید بالا باشد. با در نظر گرفتن مجموعه دقیق آرایه هالباخ ​​که برای جداول حرکت شناور مغناطیسی استفاده می شود، به عنوان مثال، مونتاژ به دلیل برهم کنش بین آهنرباها بسیار دشوار است. فرآیند مونتاژ سنتی دست و پا گیر است و به راحتی می تواند مشکلاتی مانند صافی کم و شکاف های بزرگ در آرایه آهنربا ایجاد کند. برای حل این مشکلات، روش مونتاژ جدید از مهره زدن به عنوان ابزار کمکی استفاده می کند. آهنربای اصلی با جهت نیروی رو به بالا آهنربای اصلی ابتدا روی مهره جذب می شود و سپس روی صفحه پایینی قرار می گیرد که کارایی مونتاژ و سفتی آرایه آهنربا را بهبود می بخشد. و دقت موقعیتی آهنرباها و خطی بودن و صاف بودن آرایه آهنربا.

علاوه بر این، فناوری مغناطیسی آرایه هالباخ ​​نیز دشوار است. تحت فناوری سنتی، انواع مختلفی از آرایه‌های هالباخ ​​عمدتاً از قبل مغناطیسی می‌شوند و پس از استفاده مونتاژ می‌شوند. با این حال، به دلیل تغییر جهت نیروی بین آهنرباهای دائمی آرایه آهنربای دائم Halbach و دقت بالای مونتاژ، آهنرباهای دائمی پس از پیش مغناطیس شدن آهنرباها اغلب در طول مونتاژ به قالب های خاصی نیاز دارند. اگرچه فناوری مغناطیسی کلی دارای مزایای بهبود بازده مغناطیسی، کاهش هزینه های انرژی و کاهش خطرات مونتاژ است، اما به دلیل دشواری فنی هنوز در مرحله اکتشافی است. جریان اصلی بازار هنوز با پیش مغناطیس سازی و سپس مونتاژ تولید می شود.

3. مزایای آرایه Halbach دقیق Hangzhou Magnetic Technology

3.1. چگالی توان بالا

آرایه هالباخ ​​دقیق Hangzhou Magnet Power دارای مزایای قابل توجهی در چگالی توان است. این میدان مغناطیسی موازی و میدان مغناطیسی شعاعی را روی هم قرار می دهد و قدرت میدان مغناطیسی را در طرف دیگر افزایش می دهد. این ویژگی می تواند به طور موثری اندازه موتور را کاهش دهد و چگالی توان را افزایش دهد. در مقایسه با معماری سنتی موتور آهنربای دائمی، فناوری آهنربا Hangzhou از فناوری آرایه Halbach دقیق برای دستیابی به کوچک‌سازی موتور با همان توان خروجی استفاده می‌کند، فضایی را برای سناریوهای کاربردی مختلف ذخیره می‌کند و کارایی مصرف انرژی را بهبود می‌بخشد.

3.2. استاتور و روتور نیازی به ناودان ندارند

در موتورهای آهنربای دائم سنتی، به دلیل حضور اجتناب‌ناپذیر هارمونیک‌ها در میدان مغناطیسی شکاف هوا، معمولاً لازم است از رمپ‌هایی بر روی ساختار استاتور و روتور استفاده شود تا تأثیر آنها تضعیف شود. میدان مغناطیسی شکاف هوای آرایه هالباخ ​​دقیق فناوری برق آهنربا Hangzhou دارای درجه بالایی از توزیع میدان مغناطیسی سینوسی و محتوای هارمونیک کمی است. این امر نیاز به انحراف در استاتور و روتور را از بین می‌برد که نه تنها ساختار موتور را ساده می‌کند، دشواری و هزینه ساخت را کاهش می‌دهد، بلکه پایداری عملکرد و قابلیت اطمینان موتور را نیز بهبود می‌بخشد.

3.3. روتور می تواند از مواد غیر هسته ای ساخته شود

اثر خود محافظ آرایه دقیق Halbach یک میدان مغناطیسی یک طرفه ایجاد می کند که فضای بیشتری را برای انتخاب مواد روتور فراهم می کند. فناوری مگنت Hangzhou از این مزیت کامل استفاده می کند و می تواند مواد غیر هسته ای را به عنوان مواد روتور انتخاب کند که باعث کاهش ممان اینرسی و بهبود عملکرد واکنش سریع موتور می شود. این امر به ویژه برای سناریوهای کاربردی که نیاز به شروع و توقف مکرر و تنظیم سریع سرعت دارند، مانند خطوط تولید خودکار، ربات ها و سایر زمینه ها بسیار مهم است.

3.4. میزان استفاده بالا از آهنرباهای دائمی

آرایه دقیق Halbach از فناوری برق آهنربا Hangzhou از مغناطش جهت دار برای دستیابی به نقطه عملیاتی بالاتر، معمولاً بیش از 0.9 استفاده می کند که میزان استفاده از آهنرباهای دائمی را تا حد زیادی بهبود می بخشد. این بدان معنی است که با همان مقدار آهنربا می توان میدان مغناطیسی قوی تری ایجاد کرد و عملکرد خروجی موتور را بهبود بخشید. در عین حال، وابستگی به منابع کمیاب را کاهش می دهد، هزینه ها را کاهش می دهد و الزامات توسعه پایدار را برآورده می کند.

3.5. می توان از سیم پیچ متمرکز استفاده کرد

با توجه به توزیع سینوسی بالای میدان مغناطیسی آرایه هالبک دقیق و تأثیر اندک میدان مغناطیسی هارمونیک، فناوری قدرت مغناطیسی Hangzhou می تواند از سیم پیچ های متمرکز استفاده کند. سیم پیچ های متمرکز دارای راندمان بالاتر و تلفات کمتری نسبت به سیم پیچ های توزیع شده در موتورهای آهنربای دائم سنتی هستند. علاوه بر این، سیم پیچ متمرکز همچنین می تواند اندازه و وزن موتور را کاهش دهد، چگالی توان را افزایش دهد و امکانات بیشتری را برای کوچک سازی و سبک کردن موتور فراهم کند.

4. تیم تحقیق و توسعه

فناوری قدرت مغناطیسی Hangzhou دارای یک تیم تحقیق و توسعه حرفه ای و کارآمد است که پشتیبانی قوی از شرکت در کاربرد و نوآوری فناوری آرایه دقیق Halbach ارائه می دهد.

اعضای تیم از زمینه های مختلف حرفه ای می آیند و دارای سابقه و تجربه فنی غنی هستند. برخی از آنها دارای مدرک دکترا و فوق لیسانس در رشته های مهندسی برق، مغناطیس، علم مواد و سایر رشته های مرتبط هستند و بیش از 20 سال تجربه صنعتی در تحقیق و توسعه موتور، طراحی آهنربا، فرآیندهای ساخت و سایر زمینه ها دارند. سالها تجربه آنها را قادر می سازد تا به سرعت مشکلات فنی پیچیده را درک و حل کنند. در آینده، این تیم به کاوش در زمینه‌های کاربردی مختلف و جهت‌های توسعه جدید فناوری آرایه دقیق Halbach ادامه خواهد داد.