Susunan Halbach adalah struktur susunan magnet permanen khusus. Dengan menyusun magnet permanen pada sudut dan arah tertentu, beberapa karakteristik medan magnet yang tidak konvensional dapat dicapai. Salah satu fitur yang paling menonjol adalah kemampuannya untuk secara signifikan meningkatkan kekuatan medan magnet dalam arah tertentu sekaligus melemahkan medan magnet di sisi lain, kira-kira membentuk efek medan magnet unilateral. Karakteristik distribusi medan magnet ini memungkinkan kepadatan daya ditingkatkan secara efektif dalam aplikasi motor, karena medan magnet yang ditingkatkan memungkinkan motor menghasilkan keluaran torsi yang lebih besar dalam volume yang lebih kecil. Pada beberapa peralatan presisi seperti headphone dan perangkat audio lainnya, susunan Halbach juga dapat meningkatkan kinerja unit suara dengan mengoptimalkan medan magnet, memberikan pengalaman audio yang lebih baik kepada pengguna, seperti meningkatkan efek bass dan meningkatkan fidelitas dan pelapisan. suara. Tunggu.
Hangzhou Magnet power Technology Co., Ltd. mempertimbangkan optimalisasi kinerja dan kelayakan manufaktur dalam penerapan teknologi susunan Halbach, menggabungkan inovasi teknologi dengan aplikasi praktis. Selanjutnya, mari jelajahi pesona unik susunan Halbach.
1. Bidang aplikasi dan keunggulan susunan Halbach presisi
1.1Skenario dan fungsi aplikasi
Motor penggerak langsung: Untuk memecahkan masalah ukuran yang lebih besar dan biaya yang lebih tinggi yang disebabkan oleh peningkatan jumlah pasangan kutub yang dihadapi oleh motor penggerak langsung dalam aplikasi pasar, teknologi magnetisasi susunan Halbeck memberikan ide baru. Setelah mengadopsi teknologi ini, kerapatan fluks magnet di sisi celah udara meningkat pesat, dan fluks magnet pada kuk rotor berkurang, yang secara efektif mengurangi berat dan inersia rotor serta meningkatkan respons cepat sistem. Pada saat yang sama, kerapatan fluks magnet celah udara mendekati gelombang sinus, mengurangi kandungan harmonik yang tidak berguna, mengurangi torsi cogging dan riak torsi, serta meningkatkan efisiensi motor.
Motor AC tanpa sikat: Rangkaian cincin Halbeck pada motor AC tanpa sikat dapat meningkatkan gaya magnet dalam satu arah dan memperoleh distribusi gaya magnet sinusoidal yang hampir sempurna. Selain itu, karena distribusi gaya magnet searah, bahan non-feromagnetik dapat digunakan sebagai poros tengah, yang sangat mengurangi berat keseluruhan dan meningkatkan efisiensi.
Peralatan Pencitraan Resonansi Magnetik (MRI): Magnet Halbeck berbentuk cincin dapat menghasilkan medan magnet yang stabil pada peralatan pencitraan medis, yang digunakan untuk mencari lokasi dan merangsang inti atom pada objek yang terdeteksi untuk memperoleh informasi gambar resolusi tinggi.
Akselerator partikel: Magnet Halbeck berbentuk cincin memandu dan mengontrol jalur pergerakan partikel berenergi tinggi dalam akselerator partikel, menghasilkan medan magnet yang kuat untuk mengubah lintasan dan kecepatan partikel, serta mencapai percepatan dan pemfokusan partikel.
Motor cincin: Magnet Halbach berbentuk cincin menghasilkan medan magnet yang berbeda dengan mengubah arah dan besaran arus untuk menggerakkan motor berputar.
Penelitian laboratorium: Biasanya digunakan di laboratorium fisika untuk menghasilkan medan magnet yang stabil dan seragam untuk penelitian di bidang magnet, ilmu material, dll.
1.2Keuntungan
Medan magnet yang kuat: Magnet Halbeck presisi berbentuk cincin mengadopsi desain magnet cincin, yang memungkinkan medan magnet terkonsentrasi dan terfokus di seluruh struktur cincin. Dibandingkan dengan magnet biasa, ia dapat menghasilkan medan magnet dengan intensitas lebih tinggi.
Hemat ruang: Struktur cincin memungkinkan medan magnet berputar dalam jalur loop tertutup, mengurangi ruang yang ditempati magnet, membuatnya lebih nyaman untuk dipasang dan digunakan dalam beberapa situasi.
Distribusi medan magnet yang seragam: Karena struktur desain khusus, distribusi medan magnet pada jalur melingkar relatif seragam, dan perubahan intensitas medan magnet relatif kecil, sehingga bermanfaat untuk meningkatkan stabilitas medan magnet.
Medan magnet multipolar: Desainnya dapat menghasilkan medan magnet multipolar, dan dapat mencapai konfigurasi medan magnet yang lebih kompleks dalam skenario aplikasi tertentu, memberikan fleksibilitas dan pengoperasian yang lebih besar untuk eksperimen dan aplikasi dengan kebutuhan khusus.
Hemat energi dan perlindungan lingkungan: Bahan desain biasanya menggunakan bahan dengan efisiensi konversi energi yang tinggi. Pada saat yang sama, melalui desain yang masuk akal dan optimalisasi struktur sirkuit magnetik, pemborosan energi berkurang dan tujuan penghematan energi dan perlindungan lingkungan tercapai.
Tingkat pemanfaatan magnet permanen yang tinggi: Sebagai hasil dari magnetisasi terarah magnet Halbach, titik operasi magnet permanen lebih tinggi, umumnya melebihi 0,9, yang meningkatkan tingkat pemanfaatan magnet permanen.
Kinerja magnet yang kuat: Halbach menggabungkan susunan magnet radial dan paralel, memperlakukan permeabilitas magnetis bahan permeabel magnetis di sekitarnya sebagai tak terbatas untuk membentuk medan magnet unilateral.
Kepadatan daya tinggi: Medan magnet paralel dan medan magnet radial setelah cincin magnet Halbach terurai saling bertumpukan, yang sangat meningkatkan kekuatan medan magnet di sisi lain, yang secara efektif dapat mengurangi ukuran motor dan meningkatkan kepadatan daya motornya. Pada saat yang sama, motor yang terbuat dari magnet susunan Halbach memiliki kinerja tinggi yang tidak dapat dicapai oleh motor sinkron magnet permanen konvensional, dan dapat memberikan kepadatan daya magnet yang sangat tinggi.
2. Kesulitan teknis susunan Halbach presisi
Meskipun susunan Halbach memiliki banyak keunggulan, namun teknis penerapannya juga sulit.
Pertama, selama proses pembuatan, struktur magnet permanen susunan Halbach yang ideal adalah arah magnetisasi seluruh magnet permanen annular berubah terus menerus sepanjang arah keliling, tetapi hal ini sulit dicapai dalam produksi sebenarnya. Untuk menyeimbangkan kontradiksi antara kinerja dan proses manufaktur, perusahaan perlu mengadopsi solusi perakitan khusus. Misalnya, magnet permanen annular dibagi menjadi blok magnet diskrit berbentuk kipas dengan bentuk geometris yang sama, dan arah magnetisasi yang berbeda dari setiap blok magnet disambung menjadi sebuah cincin, dan akhirnya rencana perakitan stator dan rotor adalah terbentuk. Pendekatan ini mempertimbangkan optimalisasi kinerja dan kelayakan manufaktur, namun juga meningkatkan kompleksitas manufaktur.
Kedua, akurasi perakitan susunan Halbach harus tinggi. Mengambil contoh rakitan susunan Halbach presisi yang digunakan untuk tabel gerak levitasi magnetik, perakitan menjadi sangat sulit karena interaksi antar magnet. Proses perakitan tradisional rumit dan dapat dengan mudah menyebabkan masalah seperti kerataan yang rendah dan celah yang besar pada susunan magnet. Untuk mengatasi permasalahan tersebut, metode perakitan baru menggunakan manik-manik sebagai alat bantu. Magnet utama dengan arah gaya ke atas dari magnet utama pertama-tama diserap pada manik dan kemudian ditempatkan di pelat bawah, yang meningkatkan efisiensi perakitan dan kekencangan susunan magnet. dan keakuratan posisi magnet serta linearitas dan kerataan susunan magnet.
Selain itu, teknologi magnetisasi susunan Halbach juga sulit. Di bawah teknologi tradisional, berbagai jenis susunan Halbach sebagian besar telah diberi magnet awal dan kemudian dirakit saat digunakan. Namun, karena arah gaya yang dapat diubah antara magnet permanen susunan magnet permanen Halbach dan akurasi perakitan yang tinggi, magnet permanen setelah pra-magnetisasi sering kali memerlukan cetakan khusus selama perakitan. Meskipun teknologi magnetisasi secara keseluruhan memiliki keuntungan dalam meningkatkan efisiensi magnetisasi, mengurangi biaya energi dan mengurangi risiko perakitan, teknologi ini masih dalam tahap eksplorasi karena kesulitan teknisnya. Pasar utama masih diproduksi melalui pra-magnetisasi dan kemudian perakitan.
3. Keuntungan dari rangkaian Halbach presisi Teknologi Magnetik Hangzhou
3.1. Kepadatan daya tinggi
Rangkaian Halbach presisi dari Teknologi Daya Magnet Hangzhou memiliki keunggulan signifikan dalam kepadatan daya. Ini melapisi medan magnet paralel dan medan magnet radial, sehingga sangat meningkatkan kekuatan medan magnet di sisi lain. Fitur ini secara efektif dapat mengurangi ukuran motor dan meningkatkan kepadatan daya. Dibandingkan dengan arsitektur motor magnet permanen tradisional, Teknologi Magnet Hangzhou menggunakan teknologi susunan Halbach yang presisi untuk mencapai miniaturisasi motor dengan daya keluaran yang sama, menghemat ruang untuk berbagai skenario aplikasi dan meningkatkan efisiensi pemanfaatan energi.
3.2. Stator dan rotor tidak memerlukan saluran
Pada motor magnet permanen tradisional, karena adanya harmonik yang tak terelakkan dalam medan magnet celah udara, biasanya perlu menggunakan jalur landai pada struktur stator dan rotor untuk melemahkan pengaruhnya. Medan magnet celah udara susunan Halbach yang presisi dari Teknologi Tenaga Magnet Hangzhou memiliki distribusi medan magnet sinusoidal tingkat tinggi dan kandungan harmonik yang kecil. Hal ini menghilangkan kebutuhan akan kemiringan pada stator dan rotor, yang tidak hanya menyederhanakan struktur motor, mengurangi kesulitan dan biaya produksi, namun juga meningkatkan stabilitas pengoperasian dan keandalan motor.
3.3. Rotor dapat dibuat dari bahan non-inti
Efek pelindung diri dari susunan Halbach presisi menghasilkan medan magnet satu sisi, yang memberikan ruang lebih besar untuk pemilihan material rotor. Teknologi Magnet Hangzhou memanfaatkan sepenuhnya keunggulan ini dan dapat memilih bahan non-inti sebagai bahan rotor, yang mengurangi momen inersia dan meningkatkan kinerja respons cepat motor. Hal ini sangat penting untuk skenario aplikasi yang memerlukan start dan stop yang sering serta penyesuaian kecepatan yang cepat, seperti jalur produksi otomatis, robot, dan bidang lainnya.
3.4. Tingkat pemanfaatan magnet permanen yang tinggi
Rangkaian Halbach presisi dari Teknologi Tenaga Magnet Hangzhou menggunakan magnetisasi terarah untuk mencapai titik pengoperasian yang lebih tinggi, umumnya melebihi 0,9, yang sangat meningkatkan tingkat pemanfaatan magnet permanen. Artinya, dengan jumlah magnet yang sama, medan magnet yang lebih kuat dapat dihasilkan dan performa keluaran motor dapat ditingkatkan. Pada saat yang sama, hal ini juga mengurangi ketergantungan pada sumber daya langka, mengurangi biaya, dan memenuhi persyaratan pembangunan berkelanjutan.
3.5. Belitan terkonsentrasi dapat digunakan
Karena distribusi sinusoidal yang tinggi dari medan magnet susunan Halbeck presisi dan kecilnya pengaruh medan magnet harmonik, Teknologi Tenaga Magnet Hangzhou dapat menggunakan belitan terkonsentrasi. Belitan terkonsentrasi memiliki efisiensi lebih tinggi dan rugi-rugi lebih rendah dibandingkan belitan terdistribusi yang digunakan pada motor magnet permanen tradisional. Selain itu, belitan terkonsentrasi juga dapat mengurangi ukuran dan berat motor, meningkatkan kepadatan daya, dan memberikan lebih banyak kemungkinan untuk miniaturisasi dan bobot motor yang lebih ringan.
4. Tim penelitian dan pengembangan
Hangzhou Magnet power Technology memiliki tim R&D yang profesional dan efisien, yang memberikan dukungan kuat bagi perusahaan dalam penerapan dan inovasi teknologi susunan Halbach yang presisi.
Anggota tim berasal dari bidang profesional yang berbeda dan memiliki latar belakang dan pengalaman teknis yang kaya. Beberapa dari mereka memiliki gelar doktor dan master di bidang teknik elektro, magnetisme, ilmu material dan jurusan terkait lainnya, serta memiliki lebih dari 20 tahun pengalaman industri dalam penelitian dan pengembangan motor, desain magnet, proses manufaktur, dan bidang lainnya. Pengalaman bertahun-tahun memungkinkan mereka dengan cepat memahami dan memecahkan masalah teknis yang kompleks. Di masa depan, tim akan terus mengeksplorasi berbagai bidang aplikasi dan arah pengembangan baru dari teknologi susunan presisi Halbach.
Waktu posting: 26 November 2024
