ハルバッハ配列は特殊な永久磁石配置構造です。永久磁石を特定の角度と方向に配置することにより、従来にない磁場特性を実現できます。その最も注目すべき特徴の 1 つは、特定の方向の磁場強度を大幅に強化しながら、反対側の磁場を大幅に弱め、ほぼ片側の磁場効果を形成する能力です。この磁界分布特性により、磁界が強化されることでモーターはより小さな体積でより大きなトルク出力を生成できるため、モーター用途での出力密度を効果的に高めることができます。ヘッドフォンやその他のオーディオ デバイスなどの一部の精密機器では、ハルバッハ アレイは磁場を最適化することでサウンド ユニットのパフォーマンスを向上させることもでき、低音効果の強化や忠実度の向上やレイヤーの向上など、ユーザーにより良いオーディオ体験をもたらします。音。待って。
Hangzhou Magnet power Technology Co., Ltd. は、ハルバッハ アレイ技術の応用における性能の最適化と製造の実現可能性の両方を考慮し、技術革新と実際の応用を組み合わせています。次に、ハルバッハ配列の独特の魅力を探ってみましょう。
1. 高精度ハルバッハ配列の応用分野と利点
1.1アプリケーションシナリオと機能
ダイレクトドライブモーター: 市場アプリケーションでダイレクトドライブモーターが直面する極対数の増加によって引き起こされるサイズの大型化と高コストの問題を解決するために、ハルベックアレイ磁化技術は新しいアイデアを提供します。この技術の採用後、エアギャップ側の磁束密度が大幅に増加し、ローターヨークの磁束が減少することで、ローターの重量と慣性が効果的に軽減され、システムの迅速な応答が向上します。同時にエアギャップ磁束密度が正弦波に近づくため、無駄な高調波成分が低減され、コギングトルクやトルクリップルが低減され、モーター効率が向上します。
ブラシレス AC モーター: ブラシレス AC モーターのハルベック リング配列により、一方向の磁力を強化し、ほぼ完全な正弦波状の磁力分布を得ることができます。さらに、一方向の磁力分布により、中心軸として非強磁性材料を使用できるため、全体の重量が大幅に軽減され、効率が向上します。
磁気共鳴画像法 (MRI) 装置: リング状のハルベック磁石は、医療画像装置内で安定した磁場を生成できます。この磁場は、検出された物体内の原子核の位置を特定して励起し、高解像度の画像情報を取得するために使用されます。
粒子加速器: リング状のハルベック磁石は、粒子加速器内の高エネルギー粒子の移動経路を誘導および制御し、強力な磁場を生成して粒子の軌道と速度を変更し、粒子の加速と集束を実現します。
リングモーター: リング状のハルバッハ磁石は、電流の方向と大きさを変えることでさまざまな磁場を生成し、モーターを回転させます。
実験室研究: 通常、物理学実験室で、磁気や材料科学などの研究のために安定した均一な磁場を生成するために使用されます。
1.2利点
強力な磁場：リング状の精密ハルベック磁石はリングマグネット設計を採用しており、リング構造全体に磁場を集中させて集中させることができます。通常の磁石に比べて、より強い磁場を発生させることができます。
省スペース: リング構造により、磁場が閉ループ経路でループすることができるため、磁石が占めるスペースが削減され、状況によっては設置や使用がより便利になります。
均一な磁場分布：特別な設計構造により、円形経路内の磁場分布は比較的均一であり、磁場強度の変化は比較的小さく、磁場の安定性を向上させるのに有益です。
多極磁場: この設計では多極磁場を生成でき、特定のアプリケーション シナリオでより複雑な磁場構成を実現できるため、特別なニーズのある実験やアプリケーションに優れた柔軟性と操作性を提供します。
省エネと環境保護：設計材料には通常、エネルギー変換効率の高い材料が使用されます。同時に、磁気回路構造の合理的な設計と最適化により、エネルギーの無駄が削減され、省エネと環境保護の目的が達成されます。
永久磁石の高い利用率: ハルバッハ磁石の方向性磁化の結果、永久磁石の動作点はより高く、一般に 0.9 を超え、永久磁石の利用率が向上します。
強力な磁気性能: ハルバッハは、磁石の放射状および平行な配置を組み合わせ、周囲の透磁性材料の透磁率を無限大として扱い、一方向の磁場を形成します。
高出力密度：ハルバッハ磁気リングが分解された後の平行磁場と放射状磁場が互いに重なり合い、反対側の磁場強度が大幅に増加するため、モーターのサイズを効果的に縮小し、モーターの出力密度を高めることができます。モーター。同時に、ハルバッハ配列磁石を使用したモーターは、従来の永久磁石同期モーターでは達成できない高性能を有し、超高磁力密度を提供できます。
2. 高精度ハルバッハ配列の技術的難しさ
ハルバッハ配列には多くの利点がありますが、技術的な実装も困難です。
まず、ハルバッハ配列永久磁石の理想的な構造は、製造工程において、環状の永久磁石全体の磁化方向が周方向に沿って連続的に変化することであるが、実際の製造ではこれを実現することは困難である。パフォーマンスと製造プロセスの間の矛盾のバランスをとるために、企業は特別な組み立てソリューションを採用する必要があります。たとえば、環状の永久磁石を同じ幾何学的形状を持つ扇形の個別の磁石ブロックに分割し、それぞれの磁石ブロックの異なる磁化方向をリング状に接合し、最終的にステータとロータの組立図を作成します。形成されました。このアプローチでは、パフォーマンスの最適化と製造の実現可能性の両方が考慮されますが、製造の複雑さも増大します。
第二に、ハルバッハ配列の組み立て精度は高いことが要求される。磁気浮上モーションテーブルに使用される精密ハルバッハアレイアセンブリを例にとると、磁石間の相互作用のため、組み立ては非常に困難です。従来の組み立てプロセスは煩雑で、平面度が低い、磁石アレイに大きなギャップが生じるなどの問題が発生しやすいです。これらの問題を解決するために、新しい組立方法ではビードを補助具として使用します。主磁石の上向きの力方向を持つ主磁石は、まずビードに吸着され、次に底板に配置されるため、磁石列の組立効率と気密性が向上します。磁石の位置精度と磁石配列の直線性と平面性。
また、ハルバッハ配列の磁化技術も難しい。従来の技術では、さまざまなタイプのハルバッハ アレイのほとんどは事前に磁化され、使用時に組み立てられます。ただし、ハルバッハ永久磁石配列の永久磁石間の力の方向は変更可能であり、組み立て精度が高いため、事前着磁後の永久磁石は組み立て時に特殊な金型を必要とすることがよくあります。磁化技術全体には、磁化効率の向上、エネルギーコストの削減、組み立てリスクの軽減などの利点がありますが、技術的な難しさのため、まだ模索段階にあります。現在でも、あらかじめ着磁してから組み立てる方法で生産されるのが市場の主流です。
3. Hangzhou Magnetic Technology の精密ハルバッハ配列の利点
3.1.高い電力密度
Hangzhou Magnet power Technology の高精度ハルバッハ アレイは、電力密度において大きな利点を持っています。平行磁場と放射状磁場を重ね合わせ、反対側の磁場強度を大幅に増加させます。この機能により、モーターのサイズを効果的に縮小し、電力密度を高めることができます。従来の永久磁石モーターアーキテクチャと比較して、杭州マグネットテクノロジーは高精度のハルバッハアレイテクノロジーを使用して、同じ出力電力でモーターの小型化を実現し、さまざまなアプリケーションシナリオに合わせてスペースを節約し、エネルギー利用効率を向上させます。
3.2.ステーターとローターはシュート不要
従来の永久磁石モータでは、エアギャップ磁場に高調波が避けられないため、通常、その影響を弱めるためにステータとロータの構造にランプを採用する必要があります。杭州マグネットパワーテクノロジーの精密ハルバッハ配列エアギャップ磁場は、高度な正弦波磁場分布と小さな高調波成分を備えています。これにより、ステータとロータのスキューが不要になり、モータ構造が簡素化され、製造の難易度が下がり、コストが削減されるだけでなく、モータの動作安定性と信頼性も向上します。
3.3.ローターは非コア材料で作ることができます
高精度のハルバッハ配列の自己シールド効果により片面磁場が生成され、ローターの材料を選択するためのより広いスペースが提供されます。 Hangzhou Magnet Technologyはこの利点を最大限に活用し、ローター材料として非コア材料を選択できるため、慣性モーメントが低減され、モーターの高速応答性能が向上します。これは、自動生産ライン、ロボット、その他の分野など、頻繁な起動と停止や迅速な速度調整が必要なアプリケーション シナリオでは特に重要です。
3.4.永久磁石の利用率が高い
杭州マグネットパワーテクノロジーの高精度ハルバッハアレイは、方向性磁化を使用して、一般に 0.9 を超える高い動作点を達成し、永久磁石の利用率を大幅に向上させます。これは、同じ量の磁石でより強い磁界を発生させることができ、モーターの出力性能を向上させることができることを意味します。同時に、希少資源への依存を減らし、コストを削減し、持続可能な開発の要件も満たします。
3.5.集中巻も使用可能
高精度ハルベック配列の磁場は正弦波状に分布し、高調波磁場の影響が少ないため、杭州マグネットパワーテクノロジーは集中巻を使用できます。集中巻は、従来の永久磁石モーターで使用されている分布巻よりも効率が高く、損失が低くなります。さらに、集中巻はモーターのサイズと重量を削減し、出力密度を高め、モーターの小型化と軽量化の可能性を高めます。
4. 研究開発チーム
Hangzhou Magnet power Technology には専門的かつ効率的な研究開発チームがあり、精密ハルバッハ アレイ技術の応用と革新において会社を強力にサポートします。
チームメンバーはさまざまな専門分野から集まり、豊富な技術的背景と経験を持っています。彼らの中には、電気工学、磁気、材料科学およびその他の関連専攻で博士号および修士号を取得しており、モーターの研究開発、磁石の設計、製造プロセスなどの分野で 20 年以上の業界経験を持っている人もいます。長年の経験により、複雑な技術的問題を迅速に理解し、解決することができます。今後もチームは、高精度ハルバッハアレイ技術のさまざまな応用分野と新たな開発の方向性を探求し続ける予定です。
投稿日時: 2024 年 11 月 26 日
