A matriz de Halbach é unha estrutura especial de disposición de imáns permanentes. Ao dispor imáns permanentes en ángulos e direccións específicos, pódense conseguir algunhas características de campo magnético non convencionais. Unha das súas características máis notables é a súa capacidade para mellorar significativamente a intensidade do campo magnético nunha dirección específica mentres debilita moito o campo magnético do outro lado, formando aproximadamente un efecto de campo magnético unilateral. Esta característica de distribución do campo magnético permite que a densidade de potencia se incremente de forma efectiva nas aplicacións do motor, porque o campo magnético mellorado permite que o motor produza unha maior saída de par nun volume menor. Nalgúns equipos de precisión, como auriculares e outros dispositivos de audio, a matriz Halbach tamén pode mellorar o rendemento da unidade de son optimizando o campo magnético, proporcionando aos usuarios unha mellor experiencia de audio, como mellorar o efecto de graves e mellorar a fidelidade e a capas de o son. agardar.
Hangzhou Magnet power Technology Co., Ltd. considera tanto a optimización do rendemento como a viabilidade de fabricación na aplicación da tecnoloxía de matriz Halbach, combinando a innovación tecnolóxica con aplicacións prácticas. A continuación, exploremos o encanto único das matrices de Halbach.
1. Campos de aplicación e vantaxes da matriz de precisión Halbach
1.1 Escenarios e funcións de aplicación
Motor de accionamento directo: para resolver os problemas de maior tamaño e maior custo causados polo aumento do número de pares de polos aos que se enfrontan os motores de accionamento directo nas aplicacións do mercado, a tecnoloxía de magnetización de matriz de Halbeck ofrece unha nova idea. Despois de adoptar esta tecnoloxía, a densidade de fluxo magnético no lado do espazo de aire aumenta moito e o fluxo magnético no xugo do rotor redúcese, o que reduce efectivamente o peso e a inercia do rotor e mellora a resposta rápida do sistema. Ao mesmo tempo, a densidade de fluxo magnético do espazo de aire está máis preto dunha onda sinusoidal, reducindo o contido harmónico inútil, reducindo o par de engranaxe e a ondulación do par e mellorando a eficiencia do motor.
Motor de CA sen escobillas: a matriz de aneis Halbeck do motor de CA sen escobillas pode mellorar a forza magnética nunha dirección e obter unha distribución case perfecta da forza magnética sinusoidal. Ademais, debido á distribución de forza magnética unidireccional, pódense usar materiais non ferromagnéticos como eixe central, o que reduce moito o peso total e mellora a eficiencia.
Equipos de resonancia magnética (MRI): os imáns Halbeck en forma de anel poden producir campos magnéticos estables en equipos de imaxe médica, que se utilizan para localizar e excitar núcleos atómicos en obxectos detectados para obter información de imaxe de alta resolución.
Acelerador de partículas: os imáns Halbeck en forma de anel guían e controlan o camiño de movemento das partículas de alta enerxía no acelerador de partículas, xerando un forte campo magnético para cambiar a traxectoria e a velocidade das partículas e conseguir a aceleración e o enfoque das partículas.
Motor de anel: os imáns Halbach en forma de anel xeran diferentes campos magnéticos cambiando a dirección e a magnitude da corrente para facer que o motor xire.
Investigación de laboratorio: adoita utilizarse nos laboratorios de física para xerar campos magnéticos estables e uniformes para a investigación en magnetismo, ciencia de materiais, etc.
1.2 Vantaxes
Potente campo magnético: os imáns Halbeck de precisión en forma de anel adoptan un deseño de imán de anel, que permite que o campo magnético se concentre e se concentre en toda a estrutura do anel. En comparación cos imáns comúns, pode producir un campo magnético de maior intensidade.
Aforro de espazo: a estrutura do anel permite que o campo magnético se realice nun lazo pechado, reducindo o espazo ocupado polo imán, polo que é máis cómodo de instalar e usar nalgunhas situacións.
Distribución uniforme do campo magnético: debido á estrutura especial do deseño, a distribución do campo magnético no camiño circular é relativamente uniforme e o cambio na intensidade do campo magnético é relativamente pequeno, o que é beneficioso para mellorar a estabilidade do campo magnético.
Campo magnético multipolar: o deseño pode xerar campos magnéticos multipolares e pode lograr configuracións de campo magnético máis complexos en escenarios de aplicación específicos, proporcionando unha maior flexibilidade e operatividade para experimentos e aplicacións con necesidades especiais.
Aforro de enerxía e protección ambiental: os materiais de deseño adoitan empregar materiais cunha alta eficiencia de conversión de enerxía. Ao mesmo tempo, a través dun deseño razoable e da optimización da estrutura do circuíto magnético, redúcese o desperdicio de enerxía e conséguese o propósito de aforro de enerxía e protección ambiental.
Alta taxa de utilización de imáns permanentes: como resultado da magnetización direccional dos imáns de Halbach, o punto de funcionamento dos imáns permanentes é maior, superando xeralmente 0,9, o que mellora a taxa de utilización dos imáns permanentes.
Forte rendemento magnético: Halbach combina as disposicións radiais e paralelas dos imáns, tratando a permeabilidade magnética dos materiais circundantes magneticamente permeables como infinita para formar un campo magnético unilateral.
Alta densidade de potencia: o campo magnético paralelo e o campo magnético radial despois da descomposición do anel magnético de Halbach se superpoñen, o que aumenta considerablemente a intensidade do campo magnético do outro lado, o que pode reducir eficazmente o tamaño do motor e aumentar a densidade de potencia do motor. o motor. Ao mesmo tempo, o motor feito de imáns de matriz de Halbach ten un alto rendemento que os motores síncronos de imáns permanentes convencionais non poden acadar e pode proporcionar unha densidade de potencia magnética ultra alta.
2. Dificultade técnica da matriz de Halbach de precisión
Aínda que a matriz Halbach ten moitas vantaxes, a súa implementación técnica tamén é difícil.
En primeiro lugar, durante o proceso de fabricación, a estrutura ideal do imán permanente de matriz de Halbach é que a dirección de magnetización de todo o imán permanente anular cambia continuamente ao longo da dirección circunferencial, pero isto é difícil de conseguir na fabricación real. Para equilibrar a contradición entre o rendemento e o proceso de fabricación, as empresas deben adoptar solucións especiais de montaxe. Por exemplo, o imán permanente anular divídese en bloques de imán discretos en forma de abanico coa mesma forma xeométrica, e as diferentes direccións de magnetización de cada bloque de imán están empalmadas nun anel e, finalmente, o plano de montaxe do estator e do rotor é. formado. Este enfoque ten en conta tanto a optimización do rendemento como a viabilidade da fabricación, pero tamén aumenta a complexidade da fabricación.
En segundo lugar, é necesario que a precisión de montaxe da matriz Halbach sexa alta. Tomando como exemplo a montaxe de matriz de Halbach de precisión utilizada para as táboas de movemento de levitación magnética, a montaxe é moi difícil debido á interacción entre imáns. O proceso de montaxe tradicional é engorroso e pode causar facilmente problemas como pouca planitude e grandes ocos na matriz de imáns. Para resolver estes problemas, o novo método de ensamblaxe utiliza o cordón como ferramenta auxiliar. O imán principal coa dirección da forza ascendente do imán principal é primeiro adsorbido na perla e despois colócase na placa inferior, o que mellora a eficiencia de montaxe e a estanqueidade da matriz de imáns. e a precisión de posición dos imáns e a linealidade e planitude da matriz de imáns.
Ademais, a tecnoloxía de magnetización da matriz de Halbach tamén é difícil. Baixo a tecnoloxía tradicional, varios tipos de matrices de Halbach son na súa maioría premagnetizadas e despois ensambladas cando se usan. Non obstante, debido ás direccións de forza variables entre os imáns permanentes da matriz de imáns permanentes de Halbach e á alta precisión de montaxe, os imáns permanentes despois da pre-magnetización son. Os imáns adoitan necesitar moldes especiais durante a montaxe. Aínda que a tecnoloxía de magnetización xeral ten as vantaxes de mellorar a eficiencia da magnetización, reducir os custos enerxéticos e reducir os riscos de montaxe, aínda está en fase exploratoria debido á dificultade técnica. A corrente principal do mercado aínda se produce por premagnetización e despois montaxe.
3. Vantaxes da matriz Halbach de precisión de Hangzhou Magnetic Technology
3.1. Alta densidade de potencia
A matriz Halbach de precisión de Hangzhou Magnet power Technology ten vantaxes significativas na densidade de potencia. Superpón o campo magnético paralelo e o campo magnético radial, aumentando moito a intensidade do campo magnético do outro lado. Esta característica pode reducir eficazmente o tamaño do motor e aumentar a densidade de potencia. En comparación coa arquitectura tradicional do motor de imán permanente, a tecnoloxía de imán de Hangzhou usa a tecnoloxía de matriz Halbach de precisión para lograr a miniaturización do motor coa mesma potencia de saída, aforrando espazo para varios escenarios de aplicación e mellorando a eficiencia de utilización da enerxía.
3.2. O estator e o rotor non necesitan tolva
Nos motores tradicionais de imáns permanentes, debido á inevitable presenza de harmónicos no campo magnético do espazo de aire, adoita ser necesario adoptar ramplas nas estruturas do estator e do rotor para debilitar a súa influencia. O campo magnético de espazo de aire de precisión Halbach da tecnoloxía de potencia magnética de Hangzhou ten un alto grao de distribución de campo magnético sinusoidal e un pequeno contido harmónico. Isto elimina a necesidade de sesgos no estator e rotor, o que non só simplifica a estrutura do motor, reduce a dificultade e o custo de fabricación, senón que tamén mellora a estabilidade e fiabilidade de funcionamento do motor.
3.3. O rotor pode estar feito de materiais sen núcleo
O efecto de autoprotección da matriz de precisión Halbach xera un campo magnético dun só lado, que proporciona un maior espazo para a selección de materiais do rotor. Hangzhou Magnet Technology fai un uso completo desta vantaxe e pode escoller materiais que non sexan núcleos como material do rotor, o que reduce o momento de inercia e mellora o rendemento de resposta rápida do motor. Isto é especialmente importante para escenarios de aplicación que requiren arranques e paradas frecuentes e un axuste rápido da velocidade, como liñas de produción automatizadas, robots e outros campos.
3.4. Alta taxa de utilización de imáns permanentes
A matriz de precisión Halbach de Hangzhou Magnet power Technology usa magnetización direccional para acadar un punto de funcionamento máis alto, xeralmente superior a 0,9, o que mellora moito a taxa de utilización dos imáns permanentes. Isto significa que coa mesma cantidade de imáns pódese xerar un campo magnético máis forte e mellorar o rendemento de saída do motor. Ao mesmo tempo, tamén reduce a dependencia de recursos raros, reduce custos e cumpre os requisitos do desenvolvemento sostible.
3.5. Pódese usar enrolamento concentrado
Debido á alta distribución sinusoidal do campo magnético da matriz de precisión Halbeck e á pequena influencia do campo magnético harmónico, a tecnoloxía de potencia magnética de Hangzhou pode usar enrolamentos concentrados. Os enrolamentos concentrados teñen maior eficiencia e menores perdas que os enrolamentos distribuídos utilizados nos motores tradicionais de imáns permanentes. Ademais, o bobinado concentrado tamén pode reducir o tamaño e o peso do motor, aumentar a densidade de potencia e proporcionar máis posibilidades de miniaturización e alivio do motor.
4. Equipo de I+D
Hangzhou Magnet power Technology ten un equipo de I + D profesional e eficiente, que ofrece un forte apoio á empresa na aplicación e innovación da tecnoloxía de matriz de precisión Halbach.
Os membros do equipo proceden de diferentes ámbitos profesionais e teñen unha rica formación técnica e experiencia. Algúns deles teñen doutoramento e máster en enxeñaría eléctrica, magnetismo, ciencia de materiais e outras especialidades relacionadas, e teñen máis de 20 anos de experiencia na industria en investigación e desenvolvemento de motores, deseño de imáns, procesos de fabricación e outros campos. Anos de experiencia permítenlles comprender e resolver rapidamente problemas técnicos complexos. No futuro, o equipo seguirá explorando diferentes campos de aplicación e novas direccións de desenvolvemento da tecnoloxía de matriz de precisión Halbach.
Hora de publicación: 26-nov-2024
