Matricea Halbach este o structură specială de aranjare cu magnet permanenți. Prin aranjarea magneților permanenți în unghiuri și direcții specifice, pot fi atinse unele caracteristici neconvenționale ale câmpului magnetic. Una dintre cele mai notabile caracteristici ale sale este capacitatea sa de a spori semnificativ puterea câmpului magnetic într-o direcție specifică, în timp ce slăbește foarte mult câmpul magnetic de pe cealaltă parte, formând aproximativ un efect de câmp magnetic unilateral. Această caracteristică de distribuție a câmpului magnetic permite creșterea efectivă a densității de putere în aplicațiile cu motor, deoarece câmpul magnetic îmbunătățit permite motorului să producă un cuplu mai mare într-un volum mai mic. În unele echipamente de precizie, cum ar fi căștile și alte dispozitive audio, matricea Halbach poate, de asemenea, îmbunătăți performanța unității de sunet prin optimizarea câmpului magnetic, oferind utilizatorilor o experiență audio mai bună, cum ar fi îmbunătățirea efectului de bas și îmbunătățirea fidelității și stratificarea sunetul. așteaptă.
Hangzhou Magnet power Technology Co., Ltd. ia în considerare atât optimizarea performanței, cât și fezabilitatea producției în aplicarea tehnologiei matrice Halbach, combinând inovația tehnologică cu aplicațiile practice. În continuare, să explorăm farmecul unic al matricelor Halbach.
1. Domenii de aplicare și avantaje ale matricei Halbach de precizie
1.1 Scenarii și funcții de aplicare
Motor cu acționare directă: Pentru a rezolva problemele de dimensiuni mai mari și costuri mai mari cauzate de creșterea numărului de perechi de poli cu care se confruntă motoarele cu acționare directă în aplicațiile de pe piață, tehnologia de magnetizare a matricei Halbeck oferă o idee nouă. După adoptarea acestei tehnologii, densitatea fluxului magnetic pe partea de aer este mult crescută, iar fluxul magnetic pe jugul rotorului este redus, ceea ce reduce efectiv greutatea și inerția rotorului și îmbunătățește răspunsul rapid al sistemului. În același timp, densitatea fluxului magnetic al spațiului de aer este mai aproape de o undă sinusoidală, reducând conținutul armonic inutil, reducând cuplul de cogging și ondularea cuplului și îmbunătățind eficiența motorului.
Motor de curent alternativ fără perii: matricea inelului Halbeck din motorul de curent alternativ fără perii poate spori forța magnetică într-o direcție și poate obține o distribuție aproape perfectă a forței magnetice sinusoidală. În plus, datorită distribuției unidirecționale a forței magnetice, materialele neferomagnetice pot fi utilizate ca axă centrală, ceea ce reduce foarte mult greutatea totală și îmbunătățește eficiența.
Echipamente pentru imagistica prin rezonanță magnetică (RMN): Magneții Halbeck în formă de inel pot produce câmpuri magnetice stabile în echipamentele de imagistică medicală, care sunt utilizați pentru a localiza și excita nucleele atomice din obiectele detectate pentru a obține informații despre imagini de înaltă rezoluție.
Accelerator de particule: Magneții Halbeck în formă de inel ghidează și controlează traseul de mișcare a particulelor de mare energie în acceleratorul de particule, generând un câmp magnetic puternic pentru a schimba traiectoria și viteza particulelor și pentru a obține accelerarea și focalizarea particulelor.
Motor inel: Magneții Halbach în formă de inel generează câmpuri magnetice diferite prin schimbarea direcției și mărimii curentului pentru a conduce motorul să se rotească.
Cercetare de laborator: Utilizat de obicei în laboratoarele de fizică pentru a genera câmpuri magnetice stabile și uniforme pentru cercetări în magnetism, știința materialelor etc.
1.2 Avantaje
Câmp magnetic puternic: Magneții Halbeck de precizie în formă de inel adoptă un design cu magnet inel, care permite concentrarea și focalizarea câmpului magnetic în întreaga structură inelului. În comparație cu magneții obișnuiți, poate produce un câmp magnetic de intensitate mai mare.
Economie de spațiu: Structura inelului permite câmpului magnetic să circule într-o cale închisă, reducând spațiul ocupat de magnet, făcându-l mai convenabil de instalat și utilizat în anumite situații.
Distribuția uniformă a câmpului magnetic: Datorită structurii speciale de proiectare, distribuția câmpului magnetic pe calea circulară este relativ uniformă, iar modificarea intensității câmpului magnetic este relativ mică, ceea ce este benefic pentru îmbunătățirea stabilității câmpului magnetic.
Câmp magnetic multipolar: Designul poate genera câmpuri magnetice multipolare și poate realiza configurații mai complexe de câmp magnetic în scenarii de aplicații specifice, oferind o mai mare flexibilitate și operabilitate pentru experimente și aplicații cu nevoi speciale.
Economie de energie și protecția mediului: Materialele de proiectare folosesc de obicei materiale cu o eficiență ridicată de conversie a energiei. În același timp, prin proiectarea și optimizarea rezonabilă a structurii circuitului magnetic, se reduce risipa de energie și se atinge scopul de economisire a energiei și de protecție a mediului.
Rata mare de utilizare a magneților permanenți: Ca urmare a magnetizării direcționale a magneților Halbach, punctul de funcționare al magneților permanenți este mai mare, depășind în general 0,9, ceea ce îmbunătățește rata de utilizare a magneților permanenți.
Performanță magnetică puternică: Halbach combină aranjamentele radiale și paralele ale magneților, tratând permeabilitatea magnetică a materialelor permeabile magnetic din jur ca fiind infinită pentru a forma un câmp magnetic unilateral.
Densitate mare de putere: câmpul magnetic paralel și câmpul magnetic radial după descompunerea inelului magnetic Halbach se suprapun, ceea ce crește foarte mult puterea câmpului magnetic pe cealaltă parte, ceea ce poate reduce eficient dimensiunea motorului și poate crește densitatea de putere a motorul. În același timp, motorul fabricat din magneți Halbach are o performanță ridicată pe care motoarele sincrone convenționale cu magnet permanent nu le pot atinge și poate oferi o densitate de putere magnetică ultra-înalta.
2. Dificultatea tehnică a matricei Halbach de precizie
Deși matricea Halbach are multe avantaje, implementarea sa tehnică este, de asemenea, dificilă.
În primul rând, în timpul procesului de fabricație, structura ideală a magneților permanenți a matricei Halbach este aceea că direcția de magnetizare a întregului magnet permanent inelar se schimbă continuu de-a lungul direcției circumferențiale, dar acest lucru este dificil de realizat în producția reală. Pentru a echilibra contradicția dintre performanță și procesul de producție, companiile trebuie să adopte soluții speciale de asamblare. De exemplu, magnetul permanent inelar este împărțit în blocuri de magnet discret în formă de evantai, cu aceeași formă geometrică, iar direcțiile diferite de magnetizare ale fiecărui bloc de magnet sunt îmbinate într-un inel, iar în cele din urmă planul de asamblare al statorului și rotorului este format. Această abordare ia în considerare atât optimizarea performanței, cât și fezabilitatea producției, dar crește și complexitatea producției.
În al doilea rând, precizia de asamblare a matricei Halbach trebuie să fie ridicată. Luând ca exemplu ansamblul de matrice Halbach de precizie utilizat pentru mesele de mișcare cu levitație magnetică, asamblarea este foarte dificilă din cauza interacțiunii dintre magneți. Procesul tradițional de asamblare este greoi și poate cauza cu ușurință probleme, cum ar fi planeitatea scăzută și goluri mari în matricea de magneti. Pentru a rezolva aceste probleme, noua metodă de asamblare folosește bordura ca unealtă auxiliară. Magnetul principal cu direcția forței în sus a magnetului principal este mai întâi adsorbit pe talon și apoi poziționat pe placa de jos, ceea ce îmbunătățește eficiența asamblarii și etanșeitatea matricei de magneti. și precizia de poziție a magneților și liniaritatea și planeitatea rețelei de magneti.
În plus, tehnologia de magnetizare a matricei Halbach este, de asemenea, dificilă. Conform tehnologiei tradiționale, diferitele tipuri de matrice Halbach sunt în mare parte premagnetizate și apoi asamblate atunci când sunt utilizate. Cu toate acestea, datorită direcțiilor de forță modificabile dintre magneții permanenți ai rețelei de magneti permanenți Halbach și precizia ridicată a asamblarii, magneții permanenți după premagnetizare sunt Magneții necesită adesea matrițe speciale în timpul asamblarii. Deși tehnologia generală de magnetizare are avantajele de a îmbunătăți eficiența magnetizării, de a reduce costurile cu energia și de a reduce riscurile de asamblare, ea se află încă în stadiul de explorare din cauza dificultății tehnice. Principalul curent al pieței este încă produs prin premagnetizare și apoi asamblare.
3. Avantajele matricei de precizie Halbach de la Hangzhou Magnetic Technology
3.1. Densitate mare de putere
Matricea de precizie Halbach de la Hangzhou Magnet power Technology are avantaje semnificative în ceea ce privește densitatea puterii. Suprapune câmpul magnetic paralel și câmpul magnetic radial, crescând foarte mult puterea câmpului magnetic pe cealaltă parte. Această caracteristică poate reduce efectiv dimensiunea motorului și poate crește densitatea puterii. În comparație cu arhitectura tradițională a motorului cu magnet permanenți, Hangzhou Magnet Technology utilizează tehnologia matricei Halbach de precizie pentru a obține miniaturizarea motorului la aceeași putere de ieșire, economisind spațiu pentru diferite scenarii de aplicare și îmbunătățind eficiența utilizării energiei.
3.2. Statorul și rotorul nu au nevoie de jgheab
La motoarele tradiționale cu magnet permanenți, din cauza prezenței inevitabile a armonicilor în câmpul magnetic al întrefierului, este de obicei necesară adoptarea unor rampe pe structurile statorului și rotorului pentru a slăbi influența acestora. Câmpul magnetic de precizie Halbach cu spațiu de aer al tehnologiei de putere magnetică Hangzhou are un grad ridicat de distribuție a câmpului magnetic sinusoidal și un conținut armonic mic. Acest lucru elimină nevoia de înclinări ale statorului și rotorului, ceea ce nu numai că simplifică structura motorului, reduce dificultatea și costul de fabricație, dar îmbunătățește și stabilitatea de funcționare și fiabilitatea motorului.
3.3. Rotorul poate fi realizat din materiale fără miez
Efectul de autoprotecție al matricei de precizie Halbach generează un câmp magnetic cu o singură față, care oferă spațiu mai mare pentru selecția materialelor rotorului. Tehnologia Hangzhou Magnet folosește pe deplin acest avantaj și poate alege materiale fără miez ca material pentru rotor, ceea ce reduce momentul de inerție și îmbunătățește performanța de răspuns rapid a motorului. Acest lucru este deosebit de important pentru scenariile de aplicații care necesită porniri și opriri frecvente și ajustare rapidă a vitezei, cum ar fi linii de producție automate, roboți și alte domenii.
3.4. Rată ridicată de utilizare a magneților permanenți
Matricea de precizie Halbach a tehnologiei Hangzhou Magnet power folosește magnetizarea direcțională pentru a obține un punct de funcționare mai mare, depășind în general 0,9, ceea ce îmbunătățește foarte mult rata de utilizare a magneților permanenți. Aceasta înseamnă că, cu aceeași cantitate de magneți, poate fi generat un câmp magnetic mai puternic și performanța de ieșire a motorului poate fi îmbunătățită. În același timp, reduce dependența de resurse rare, reduce costurile și îndeplinește cerințele dezvoltării durabile.
3.5. Se poate folosi bobinaj concentrat
Datorită distribuției sinusoidale ridicate a câmpului magnetic al matricei Halbeck de precizie și influenței mici a câmpului magnetic armonic, Tehnologia Hangzhou Magnet power poate folosi înfășurări concentrate. Înfășurările concentrate au o eficiență mai mare și pierderi mai mici decât înfășurările distribuite utilizate la motoarele tradiționale cu magnet permanenți. În plus, înfășurarea concentrată poate reduce, de asemenea, dimensiunea și greutatea motorului, crește densitatea puterii și oferă mai multe posibilități de miniaturizare și ușurare a motorului.
4. Echipa de cercetare și dezvoltare
Hangzhou Magnet power Technology are o echipă de cercetare și dezvoltare profesionistă și eficientă, care oferă un sprijin puternic companiei în aplicarea și inovarea tehnologiei de matrice Halbach de precizie.
Membrii echipei provin din diferite domenii profesionale și au un background tehnic și o experiență bogate. Unii dintre ei au doctorate și diplome de master în inginerie electrică, magnetism, știința materialelor și alte specializări conexe și au peste 20 de ani de experiență în industrie în cercetarea și dezvoltarea motoarelor, proiectarea magnetului, procesele de fabricație și alte domenii. Anii de experiență le permit să înțeleagă și să rezolve rapid probleme tehnice complexe. În viitor, echipa va continua să exploreze diferite domenii de aplicare și noi direcții de dezvoltare a tehnologiei de precizie a matricei Halbach.
Ora postării: 26-nov-2024
