Halbach array er en spesiell permanent magnet arrangement struktur. Ved å arrangere permanente magneter i bestemte vinkler og retninger, kan noen ukonvensjonelle magnetfeltkarakteristikker oppnås. En av de mest bemerkelsesverdige egenskapene er dens evne til å forbedre magnetfeltstyrken betydelig i en spesifikk retning, samtidig som det svekker magnetfeltet på den andre siden kraftig, og danner tilnærmet en ensidig magnetfelteffekt. Denne magnetiske feltfordelingskarakteristikken gjør at effekttettheten effektivt kan økes i motorapplikasjoner, fordi det forbedrede magnetfeltet lar motoren produsere større dreiemoment i et mindre volum. I noe presisjonsutstyr som hodetelefoner og andre lydenheter, kan Halbach-arrayet også forbedre ytelsen til lydenheten ved å optimere magnetfeltet, gi brukerne en bedre lydopplevelse, for eksempel å forbedre basseffekten og forbedre trofastheten og lagdelingen til lyden. vente.
Hangzhou Magnet power Technology Co., Ltd. vurderer både ytelsesoptimalisering og produksjonsmulighet ved anvendelse av Halbach-array-teknologi, og kombinerer teknologisk innovasjon med praktiske applikasjoner. La oss deretter utforske den unike sjarmen til Halbach-arrayer.
1. Bruksområder og fordeler med presisjon Halbach array
1.1 Applikasjonsscenarier og funksjoner
Direktedrevet motor: For å løse problemene med større størrelse og høyere kostnader forårsaket av økningen i antall polpar som direktedrevne motorer står overfor i markedsapplikasjoner, gir Halbeck array-magnetiseringsteknologi en ny idé. Etter å ha tatt i bruk denne teknologien, økes den magnetiske flukstettheten på luftgapets side kraftig, og den magnetiske fluksen på rotoråket reduseres, noe som effektivt reduserer vekten og tregheten til rotoren og forbedrer systemets raske respons. Samtidig er luftgapets magnetiske flukstetthet nærmere en sinusbølge, noe som reduserer ubrukelig harmonisk innhold, reduserer tannhjulsmoment og dreiemomentrippel og forbedrer motorens effektivitet.
Børsteløs AC-motor: Halbeck-ringarrayen i den børsteløse AC-motoren kan forsterke den magnetiske kraften i én retning og oppnå en nesten perfekt sinusformet magnetisk kraftfordeling. I tillegg, på grunn av den ensrettede magnetiske kraftfordelingen, kan ikke-ferromagnetiske materialer brukes som den sentrale aksen, noe som i stor grad reduserer den totale vekten og forbedrer effektiviteten.
Magnetic Resonance Imaging (MRI) utstyr: Ringformede Halbeck-magneter kan produsere stabile magnetiske felt i medisinsk bildebehandlingsutstyr, som brukes til å lokalisere og eksitere atomkjerner i oppdagede objekter for å få høyoppløselig bildeinformasjon.
Partikkelakselerator: Ringformede Halbeck-magneter leder og kontrollerer bevegelsesbanen til høyenergipartikler i partikkelakseleratoren, og genererer et sterkt magnetfelt for å endre banen og hastigheten til partikler, og oppnå partikkelakselerasjon og fokusering.
Ringmotor: Ringformede Halbach-magneter genererer forskjellige magnetiske felt ved å endre retningen og størrelsen på strømmen for å drive motoren til å rotere.
Laboratorieforskning: Brukes vanligvis i fysikklaboratorier for å generere stabile og ensartede magnetiske felt for forskning innen magnetisme, materialvitenskap, etc.
1.2 Fordeler
Kraftig magnetfelt: Ringformede presisjons-Halbeck-magneter har en ringmagnetdesign, som gjør at magnetfeltet kan konsentreres og fokuseres gjennom hele ringstrukturen. Sammenlignet med vanlige magneter kan den produsere et magnetfelt med høyere intensitet.
Plassbesparende: Ringstrukturen lar magnetfeltet sløyfe i en lukket sløyfebane, noe som reduserer plassen som opptas av magneten, noe som gjør det mer praktisk å installere og bruke i enkelte situasjoner.
Ensartet fordeling av magnetfelt: På grunn av den spesielle designstrukturen er fordelingen av magnetfelt i den sirkulære banen relativt jevn, og endringen i magnetfeltintensiteten er relativt liten, noe som er gunstig for å forbedre stabiliteten til magnetfeltet.
Multipolart magnetfelt: Designet kan generere multipolare magnetfelt, og kan oppnå mer komplekse magnetfeltkonfigurasjoner i spesifikke applikasjonsscenarier, noe som gir større fleksibilitet og betjeningsevne for eksperimenter og applikasjoner med spesielle behov.
Energisparing og miljøvern: Designmaterialene bruker vanligvis materialer med høy energikonverteringseffektivitet. Samtidig, gjennom rimelig design og optimalisering av den magnetiske kretsstrukturen, reduseres energiavfallet og formålet med energisparing og miljøvern oppnås.
Høy utnyttelsesgrad for permanentmagneter: Som et resultat av retningsmagnetiseringen til Halbach-magneter, er driftspunktet til permanentmagnetene høyere, generelt over 0,9, noe som forbedrer utnyttelsesgraden til permanente magneter.
Sterk magnetisk ytelse: Halbach kombinerer de radielle og parallelle arrangementene av magneter, og behandler den magnetiske permeabiliteten til de omkringliggende magnetisk permeable materialene som uendelig for å danne et ensidig magnetfelt.
Høy effekttetthet: Det parallelle magnetfeltet og det radielle magnetfeltet etter at Halbach-magnetringen er dekomponert overlapper hverandre, noe som øker magnetfeltstyrken på den andre siden, noe som effektivt kan redusere størrelsen på motoren og øke effekttettheten på motoren. Samtidig har motoren laget av Halbach-array-magneter høy ytelse som konvensjonelle permanentmagnet-synkronmotorer ikke kan oppnå, og kan gi ultrahøy magnetisk effekttetthet.
2. Teknisk vanskelighetsgrad med presisjon Halbach-array
Selv om Halbach-arrayen har mange fordeler, er dens tekniske implementering også vanskelig.
For det første, under produksjonsprosessen, er den ideelle Halbach-array-permanentmagnetstrukturen at magnetiseringsretningen til hele den ringformede permanentmagneten endres kontinuerlig langs omkretsretningen, men dette er vanskelig å oppnå i faktisk produksjon. For å balansere motsetningen mellom ytelse og produksjonsprosess, må bedrifter ta i bruk spesielle monteringsløsninger. For eksempel er den ringformede permanentmagneten delt inn i vifteformede diskrete magnetblokker med samme geometriske form, og de forskjellige magnetiseringsretningene til hver magnetblokk er skjøtet inn i en ring, og til slutt er monteringsplanen til statoren og rotoren. dannet. Denne tilnærmingen tar hensyn til både ytelsesoptimalisering og produksjonsmulighet, men den øker også produksjonskompleksiteten.
For det andre kreves det at monteringsnøyaktigheten til Halbach-arrayen er høy. Med presisjons-Halbach-array-sammenstillingen brukt for magnetiske levitasjonsbevegelsesbord som et eksempel, er montering svært vanskelig på grunn av samspillet mellom magneter. Den tradisjonelle monteringsprosessen er tungvint og kan lett forårsake problemer som lav flathet og store hull i magnetarrayen. For å løse disse problemene bruker den nye monteringsmetoden beading som et hjelpeverktøy. Hovedmagneten med den oppadgående kraftretningen til hovedmagneten blir først adsorbert på perlen og deretter plassert på bunnplaten, noe som forbedrer monteringseffektiviteten og tettheten til magnetarrayen. og posisjonsnøyaktigheten til magnetene og lineariteten og flatheten til magnetgruppen.
I tillegg er magnetiseringsteknologien til Halbach-arrayen også vanskelig. Under tradisjonell teknologi blir ulike typer Halbach-arrays for det meste forhåndsmagnetiserte og deretter satt sammen når de brukes. På grunn av de foranderlige kraftretningene mellom permanentmagnetene til Halbach-permanentmagnetgruppen og den høye monteringsnøyaktigheten, krever permanentmagnetene etter formagnetisering ofte spesielle former under montering. Selv om den generelle magnetiseringsteknologien har fordelene med å forbedre magnetiseringseffektiviteten, redusere energikostnadene og redusere monteringsrisikoen, er den fortsatt i det utforskende stadiet på grunn av den tekniske vanskeligheten. Hovedstrømmen av markedet produseres fortsatt ved forhåndsmagnetisering og deretter montering.
3. Fordeler med Hangzhou Magnetic Technologys presisjons-Halbach-array
3.1. Høy effekttetthet
Hangzhou Magnet Power Technologys presisjons-Halbach-array har betydelige fordeler i krafttetthet. Den overlapper det parallelle magnetfeltet og det radielle magnetfeltet, og øker magnetfeltstyrken på den andre siden. Denne funksjonen kan effektivt redusere størrelsen på motoren og øke effekttettheten. Sammenlignet med den tradisjonelle permanentmagnetmotorarkitekturen, bruker Hangzhou Magnet Technology presisjon Halbach-array-teknologi for å oppnå miniatyrisering av motoren med samme utgangseffekt, noe som sparer plass for ulike applikasjonsscenarier og forbedrer energiutnyttelseseffektiviteten.
3.2. Statoren og rotoren trenger ikke renne
I tradisjonelle permanentmagnetmotorer, på grunn av den uunngåelige tilstedeværelsen av harmoniske i luftgapets magnetfelt, er det vanligvis nødvendig å ta i bruk ramper på stator- og rotorstrukturene for å svekke deres innflytelse. Det presisjons-Halbach-array-luftgap-magnetfeltet til Hangzhou Magnet Power Technology har en høy grad av sinusformet magnetfeltfordeling og lite harmonisk innhold. Dette eliminerer behovet for skjevheter i statoren og rotoren, noe som ikke bare forenkler motorstrukturen, reduserer produksjonsvansker og kostnader, men forbedrer også driftsstabiliteten og påliteligheten til motoren.
3.3. Rotoren kan være laget av ikke-kjernematerialer
Den selvskjermende effekten til presisjons-Halbach-arrayen genererer et ensidig magnetfelt, som gir større plass til valg av rotormaterialer. Hangzhou Magnet Technology utnytter denne fordelen fullt ut og kan velge ikke-kjernematerialer som rotormateriale, noe som reduserer treghetsmomentet og forbedrer motorens raske responsytelse. Dette er spesielt viktig for applikasjonsscenarier som krever hyppige start og stopp og rask hastighetsjustering, for eksempel automatiserte produksjonslinjer, roboter og andre felt.
3.4. Høy utnyttelsesgrad av permanente magneter
Presisjons-Halbach-arrayen til Hangzhou Magnet Power Technology bruker retningsmagnetisering for å oppnå et høyere driftspunkt, vanligvis over 0,9, noe som i stor grad forbedrer utnyttelsesgraden til permanente magneter. Dette betyr at med samme mengde magneter kan et sterkere magnetfelt genereres og motorens utgangsytelse kan forbedres. Samtidig reduserer det også avhengigheten av sjeldne ressurser, reduserer kostnader og oppfyller kravene til bærekraftig utvikling.
3.5. Konsentrert vikling kan brukes
På grunn av den høye sinusformede fordelingen av magnetfeltet til presisjons-Halbeck-arrayen og den lille påvirkningen av det harmoniske magnetfeltet, kan Hangzhou Magnet Power Technology bruke konsentrerte viklinger. Konsentrerte viklinger har høyere effektivitet og lavere tap enn de distribuerte viklingene som brukes i tradisjonelle permanentmagnetmotorer. I tillegg kan konsentrert vikling også redusere størrelsen og vekten på motoren, øke krafttettheten og gi flere muligheter for miniatyrisering og lettvekt av motoren.
4. FoU-team
Hangzhou Magnet Power Technology har et profesjonelt og effektivt FoU-team, som gir sterk støtte til selskapet i anvendelse og innovasjon av presisjon Halbach array-teknologi.
Teammedlemmer kommer fra ulike fagfelt og har rik teknisk bakgrunn og erfaring. Noen av dem har doktorgrader og mastergrader innen elektroteknikk, magnetisme, materialvitenskap og andre relaterte hovedfag, og har mer enn 20 års bransjeerfaring innen motorforskning og utvikling, magnetdesign, produksjonsprosesser og andre felt. Mange års erfaring gjør dem i stand til raskt å forstå og løse komplekse tekniske problemer. I fremtiden vil teamet fortsette å utforske ulike bruksområder og nye utviklingsretninger for presisjons Halbach array-teknologi.
Innleggstid: 26. november 2024
