Halbach-array is een speciale permanente magneetopstellingsstructuur. Door permanente magneten onder specifieke hoeken en richtingen te plaatsen, kunnen enkele onconventionele magnetische veldkarakteristieken worden bereikt. Een van de meest opvallende kenmerken is het vermogen om de magnetische veldsterkte in een specifieke richting aanzienlijk te vergroten, terwijl het magnetische veld aan de andere kant aanzienlijk wordt verzwakt, waardoor ongeveer een eenzijdig magnetisch veldeffect ontstaat. Dankzij deze magnetische veldverdelingskarakteristiek kan de vermogensdichtheid effectief worden verhoogd in motortoepassingen, omdat het verbeterde magnetische veld ervoor zorgt dat de motor een groter koppel kan produceren in een kleiner volume. In sommige precisieapparatuur, zoals hoofdtelefoons en andere audioapparaten, kan de Halbach-array ook de prestaties van de geluidseenheid verbeteren door het magnetische veld te optimaliseren, waardoor gebruikers een betere audio-ervaring krijgen, zoals het versterken van het baseffect en het verbeteren van de betrouwbaarheid en gelaagdheid van het geluid. wachten.
Hangzhou Magnet power Technology Co., Ltd. houdt rekening met zowel prestatie-optimalisatie als productiehaalbaarheid bij de toepassing van Halbach-arraytechnologie, waarbij technologische innovatie wordt gecombineerd met praktische toepassingen. Laten we vervolgens de unieke charme van Halbach-arrays onderzoeken.
1. Toepassingsgebieden en voordelen van precisie Halbach-array
1.1Toepassingsscenario's en functies
Directe aandrijfmotor: Om de problemen van grotere afmetingen en hogere kosten op te lossen die worden veroorzaakt door de toename van het aantal poolparen waarmee direct aangedreven motoren in markttoepassingen worden geconfronteerd, biedt Halbeck array-magnetisatietechnologie een nieuw idee. Na toepassing van deze technologie wordt de magnetische fluxdichtheid aan de luchtspleetzijde aanzienlijk vergroot en wordt de magnetische flux op het rotorjuk verminderd, wat het gewicht en de traagheid van de rotor effectief vermindert en de snelle respons van het systeem verbetert. Tegelijkertijd ligt de magnetische fluxdichtheid van de luchtspleet dichter bij een sinusgolf, waardoor de nutteloze harmonische inhoud wordt verminderd, het tandwielkoppel en de koppelrimpel worden verminderd en de motorefficiëntie wordt verbeterd.
Borstelloze AC-motor: De Halbeck-ringarray in de borstelloze AC-motor kan de magnetische kracht in één richting versterken en een bijna perfecte sinusoïdale magnetische krachtverdeling verkrijgen. Bovendien kunnen vanwege de unidirectionele magnetische krachtverdeling niet-ferromagnetische materialen als centrale as worden gebruikt, wat het totale gewicht aanzienlijk vermindert en de efficiëntie verbetert.
Apparatuur voor magnetische resonantiebeeldvorming (MRI): Ringvormige Halbeck-magneten kunnen stabiele magnetische velden produceren in medische beeldvormingsapparatuur, die worden gebruikt om atoomkernen in gedetecteerde objecten te lokaliseren en te exciteren om beeldinformatie met hoge resolutie te verkrijgen.
Deeltjesversneller: Ringvormige Halbeck-magneten geleiden en controleren het bewegingspad van hoogenergetische deeltjes in de deeltjesversneller, genereren een sterk magnetisch veld om het traject en de snelheid van deeltjes te veranderen en deeltjesversnelling en focus te bereiken.
Ringmotor: Ringvormige Halbach-magneten genereren verschillende magnetische velden door de richting en grootte van de stroom te veranderen om de motor te laten draaien.
Laboratoriumonderzoek: Meestal gebruikt in natuurkundige laboratoria om stabiele en uniforme magnetische velden te genereren voor onderzoek op het gebied van magnetisme, materiaalkunde, enz.
1.2Voordelen
Krachtig magnetisch veld: Ringvormige precisie-Halbeck-magneten hebben een ringmagneetontwerp, waardoor het magnetische veld door de gehele ringstructuur kan worden geconcentreerd en gefocust. Vergeleken met gewone magneten kan het een magnetisch veld met een hogere intensiteit produceren.
Ruimtebesparend: de ringstructuur zorgt ervoor dat het magnetische veld in een gesloten luspad kan lussen, waardoor de ruimte die door de magneet wordt ingenomen wordt verminderd, waardoor het in sommige situaties gemakkelijker te installeren en te gebruiken is.
Uniforme verdeling van het magnetische veld: vanwege de speciale ontwerpstructuur is de verdeling van het magnetische veld in het cirkelvormige pad relatief uniform en is de verandering in de intensiteit van het magnetische veld relatief klein, wat gunstig is voor het verbeteren van de stabiliteit van het magnetische veld.
Multipolair magnetisch veld: Het ontwerp kan multipolaire magnetische velden genereren en kan complexere magnetische veldconfiguraties bereiken in specifieke toepassingsscenario's, waardoor een grotere flexibiliteit en bruikbaarheid wordt geboden voor experimenten en toepassingen met speciale behoeften.
Energiebesparing en milieubescherming: De ontwerpmaterialen gebruiken meestal materialen met een hoge energieomzettingsefficiëntie. Tegelijkertijd wordt door een redelijk ontwerp en optimalisatie van de magnetische circuitstructuur de energieverspilling verminderd en wordt het doel van energiebesparing en milieubescherming bereikt.
Hoge bezettingsgraad van permanente magneten: als gevolg van de directionele magnetisatie van Halbach-magneten is het werkpunt van de permanente magneten hoger, doorgaans hoger dan 0,9, wat de bezettingsgraad van permanente magneten verbetert.
Sterke magnetische prestaties: Halbach combineert de radiale en parallelle opstelling van magneten, waarbij de magnetische permeabiliteit van de omringende magnetisch permeabele materialen als oneindig wordt behandeld om een eenzijdig magnetisch veld te vormen.
Hoge vermogensdichtheid: het parallelle magnetische veld en het radiale magnetische veld nadat de magnetische ring van Halbach is ontbonden, leggen elkaar op elkaar, waardoor de magnetische veldsterkte aan de andere kant aanzienlijk toeneemt, wat de grootte van de motor effectief kan verkleinen en de vermogensdichtheid van de motor kan vergroten. de motor. Tegelijkertijd heeft de motor gemaakt van Halbach-arraymagneten hoge prestaties die conventionele synchrone motoren met permanente magneten niet kunnen bereiken, en kan hij een ultrahoge magnetische vermogensdichtheid bieden.
2. Technische moeilijkheid van de precisie-Halbach-array
Hoewel de Halbach-array veel voordelen heeft, is de technische implementatie ervan ook moeilijk.
Ten eerste is de ideale permanente magneetstructuur van de Halbach-array tijdens het fabricageproces dat de magnetisatierichting van de gehele ringvormige permanente magneet continu verandert langs de omtreksrichting, maar dit is moeilijk te bereiken bij de daadwerkelijke fabricage. Om de tegenstelling tussen prestaties en productieproces in evenwicht te brengen, moeten bedrijven speciale assemblageoplossingen gebruiken. De ringvormige permanente magneet is bijvoorbeeld verdeeld in waaiervormige afzonderlijke magneetblokken met dezelfde geometrische vorm, en de verschillende magnetisatierichtingen van elk magneetblok zijn in een ring gesplitst, en uiteindelijk is het montageplan van de stator en rotor gevormd. Deze aanpak houdt rekening met zowel prestatieoptimalisatie als de haalbaarheid van de productie, maar verhoogt ook de complexiteit van de productie.
Ten tweede moet de assemblagenauwkeurigheid van de Halbach-array hoog zijn. Als we als voorbeeld de nauwkeurige Halbach-arrayconstructie nemen die wordt gebruikt voor magnetische levitatietafels, is de montage erg moeilijk vanwege de interactie tussen magneten. Het traditionele assemblageproces is omslachtig en kan gemakkelijk problemen veroorzaken, zoals een lage vlakheid en grote gaten in de magneetarray. Om deze problemen op te lossen, gebruikt de nieuwe montagemethode kralen als hulpmiddel. De hoofdmagneet met de opwaartse krachtrichting van de hoofdmagneet wordt eerst op de kraal geadsorbeerd en vervolgens op de bodemplaat geplaatst, wat de montage-efficiëntie en de dichtheid van de magneetarray verbetert. en de positionele nauwkeurigheid van de magneten en de lineariteit en vlakheid van de magneetarray.
Bovendien is de magnetisatietechnologie van de Halbach-array ook moeilijk. Volgens traditionele technologie worden verschillende soorten Halbach-arrays meestal voorgemagnetiseerd en vervolgens geassembleerd wanneer ze worden gebruikt. Vanwege de veranderlijke krachtrichtingen tussen de permanente magneten van de Halbach permanente magneetarray en de hoge montagenauwkeurigheid hebben de permanente magneten na voormagnetisatie echter vaak speciale mallen nodig tijdens de montage. Hoewel de algehele magnetisatietechnologie de voordelen heeft van het verbeteren van de magnetisatie-efficiëntie, het verlagen van de energiekosten en het verminderen van de montagerisico's, bevindt deze zich vanwege de technische problemen nog steeds in de verkennende fase. De hoofdstroom van de markt wordt nog steeds geproduceerd door voormagnetisatie en vervolgens assemblage.
3. Voordelen van de precisie-Halbach-array van Hangzhou Magnetic Technology
3.1. Hoge vermogensdichtheid
De nauwkeurige Halbach-array van Hangzhou Magnet Power Technology heeft aanzienlijke voordelen op het gebied van vermogensdichtheid. Het legt het parallelle magnetische veld en het radiale magnetische veld over elkaar heen, waardoor de magnetische veldsterkte aan de andere kant aanzienlijk toeneemt. Deze functie kan de grootte van de motor effectief verkleinen en de vermogensdichtheid vergroten. Vergeleken met de traditionele architectuur met permanente magneetmotoren maakt Hangzhou Magnet Technology gebruik van nauwkeurige Halbach-arraytechnologie om miniaturisatie van de motor bij hetzelfde uitgangsvermogen te bereiken, waardoor ruimte wordt bespaard voor verschillende toepassingsscenario's en de efficiëntie van het energieverbruik wordt verbeterd.
3.2. De stator en rotor hebben geen parachute nodig
Bij traditionele permanentmagneetmotoren is het, vanwege de onvermijdelijke aanwezigheid van harmonischen in het magnetische veld van de luchtspleet, meestal nodig om hellingen op de stator- en rotorstructuren aan te brengen om hun invloed te verzwakken. Het nauwkeurige Halbach-array luchtspleet-magneetveld van Hangzhou Magnet Power Technology heeft een hoge mate van sinusoïdale magnetische veldverdeling en een kleine harmonische inhoud. Dit elimineert de noodzaak van scheefstanden in de stator en rotor, wat niet alleen de motorstructuur vereenvoudigt, de productieproblemen en -kosten vermindert, maar ook de bedrijfsstabiliteit en betrouwbaarheid van de motor verbetert.
3.3. De rotor kan gemaakt zijn van niet-kernmaterialen
Het zelfbeschermende effect van de nauwkeurige Halbach-array genereert een enkelzijdig magnetisch veld, dat meer ruimte biedt voor de selectie van rotormaterialen. Hangzhou Magnet Technology maakt volledig gebruik van dit voordeel en kan niet-kernmaterialen als rotormateriaal kiezen, wat het traagheidsmoment vermindert en de snelle responsprestaties van de motor verbetert. Dit is vooral belangrijk voor toepassingsscenario's die frequent starten en stoppen en snelle aanpassing van de snelheid vereisen, zoals geautomatiseerde productielijnen, robots en andere velden.
3.4. Hoge bezettingsgraad van permanente magneten
De precisie Halbach-array van Hangzhou Magnet Power Technology maakt gebruik van directionele magnetisatie om een hoger werkpunt te bereiken, doorgaans hoger dan 0,9, wat de bezettingsgraad van permanente magneten aanzienlijk verbetert. Dit betekent dat met hetzelfde aantal magneten een sterker magnetisch veld kan worden gegenereerd en de uitgangsprestaties van de motor kunnen worden verbeterd. Tegelijkertijd vermindert het ook de afhankelijkheid van zeldzame hulpbronnen, verlaagt het de kosten en voldoet het aan de eisen van duurzame ontwikkeling.
3.5. Geconcentreerde wikkeling kan worden gebruikt
Vanwege de hoge sinusoïdale verdeling van het magnetische veld van de nauwkeurige Halbeck-array en de kleine invloed van het harmonische magnetische veld, kan Hangzhou Magnet Power Technology geconcentreerde wikkelingen gebruiken. Geconcentreerde wikkelingen hebben een hoger rendement en lagere verliezen dan de verdeelde wikkelingen die worden gebruikt in traditionele permanentmagneetmotoren. Bovendien kan geconcentreerde wikkeling ook de grootte en het gewicht van de motor verminderen, de vermogensdichtheid vergroten en meer mogelijkheden bieden voor miniaturisatie en lichtgewichtheid van de motor.
4. R&D-team
Hangzhou Magnet power Technology heeft een professioneel en efficiënt R&D-team, dat het bedrijf krachtige ondersteuning biedt bij de toepassing en innovatie van de precisie-Halbach-arraytechnologie.
Teamleden komen uit verschillende vakgebieden en hebben een rijke technische achtergrond en ervaring. Sommigen van hen hebben doctoraten en masterdiploma's in elektrotechniek, magnetisme, materiaalkunde en andere gerelateerde hoofdvakken, en hebben meer dan 20 jaar industriële ervaring op het gebied van motoronderzoek en -ontwikkeling, magneetontwerp, productieprocessen en andere gebieden. Door hun jarenlange ervaring zijn zij in staat complexe technische problemen snel te doorgronden en op te lossen. In de toekomst zal het team verschillende toepassingsgebieden en nieuwe ontwikkelingsrichtingen van de precisie-Halbach-arraytechnologie blijven verkennen.
Posttijd: 26 november 2024
