Halbachove pole je špeciálna štruktúra usporiadania permanentných magnetov. Usporiadaním permanentných magnetov v špecifických uhloch a smeroch je možné dosiahnuť niektoré nekonvenčné charakteristiky magnetického poľa. Jednou z jeho najpozoruhodnejších vlastností je schopnosť výrazne zvýšiť intenzitu magnetického poľa v špecifickom smere a zároveň výrazne oslabiť magnetické pole na druhej strane, čím sa približne vytvorí efekt jednostranného magnetického poľa. Táto charakteristika rozloženia magnetického poľa umožňuje efektívne zvýšenie hustoty výkonu v motorových aplikáciách, pretože vylepšené magnetické pole umožňuje motoru produkovať väčší krútiaci moment pri menšom objeme. V niektorých presných zariadeniach, ako sú slúchadlá a iné zvukové zariadenia, môže pole Halbach tiež zlepšiť výkon zvukovej jednotky optimalizáciou magnetického poľa, čo používateľom prináša lepší zvukový zážitok, ako je zvýraznenie basového efektu a zlepšenie vernosti a vrstvenia zvuku. zvuk. počkaj.
Hangzhou Magnet power Technology Co., Ltd. zvažuje optimalizáciu výkonu a realizovateľnosť výroby pri aplikácii technológie poľa Halbach, pričom kombinuje technologické inovácie s praktickými aplikáciami. Ďalej preskúmame jedinečné kúzlo polí Halbach.
1. Oblasti použitia a výhody presného Halbachovho poľa
1.1Aplikačné scenáre a funkcie
Motor s priamym pohonom: Na vyriešenie problémov väčších rozmerov a vyšších nákladov spôsobených zvýšením počtu párov pólov, ktorým čelia motory s priamym pohonom v trhových aplikáciách, poskytuje technológia magnetizácie poľa Halbeck nový nápad. Po prijatí tejto technológie sa hustota magnetického toku na strane vzduchovej medzery výrazne zvýši a magnetický tok na strmene rotora sa zníži, čo účinne znižuje hmotnosť a zotrvačnosť rotora a zlepšuje rýchlu odozvu systému. Hustota magnetického toku vo vzduchovej medzere je zároveň bližšie k sínusovej vlne, čím sa znižuje zbytočný obsah harmonických, znižuje sa krútiaci moment a zvlnenie krútiaceho momentu a zlepšuje sa účinnosť motora.
Bezuhlíkový striedavý motor: Kruhové pole Halbeck v bezkomutátorovom striedavom motore môže zvýšiť magnetickú silu v jednom smere a získať takmer dokonalé sínusové rozloženie magnetickej sily. Navyše vďaka jednosmernému rozloženiu magnetickej sily môžu byť ako centrálna os použité neferomagnetické materiály, čo výrazne znižuje celkovú hmotnosť a zlepšuje účinnosť.
Zariadenia na zobrazovanie magnetickou rezonanciou (MRI): Prstencové magnety Halbecka môžu vytvárať stabilné magnetické polia v lekárskych zobrazovacích zariadeniach, ktoré sa používajú na lokalizáciu a excitáciu atómových jadier v detekovaných objektoch, aby sa získali obrazové informácie s vysokým rozlíšením.
Urýchľovač častíc: Prstencové Halbeckove magnety vedú a riadia dráhu pohybu vysokoenergetických častíc v urýchľovači častíc, čím vytvárajú silné magnetické pole na zmenu trajektórie a rýchlosti častíc a na dosiahnutie zrýchlenia a zaostrenia častíc.
Prstencový motor: Prstencové Halbachove magnety generujú rôzne magnetické polia zmenou smeru a veľkosti prúdu, aby sa motor otáčal.
Laboratórny výskum: Zvyčajne sa používa vo fyzikálnych laboratóriách na vytváranie stabilných a jednotných magnetických polí pre výskum magnetizmu, materiálovej vedy atď.
1.2 Výhody
Výkonné magnetické pole: Presné Halbeck magnety v tvare prstenca využívajú dizajn prstencového magnetu, ktorý umožňuje sústredenie a zameranie magnetického poľa v celej prstencovej štruktúre. V porovnaní s bežnými magnetmi môže vytvárať magnetické pole vyššej intenzity.
Úspora miesta: Kruhová štruktúra umožňuje, aby sa magnetické pole pohybovalo v uzavretej slučke, čím sa zmenšuje priestor zaberaný magnetom, vďaka čomu je v niektorých situáciách pohodlnejšie inštalovať a používať.
Rovnomerné rozloženie magnetického poľa: Vďaka špeciálnej konštrukčnej štruktúre je rozloženie magnetického poľa v kruhovej dráhe relatívne rovnomerné a zmena intenzity magnetického poľa je relatívne malá, čo je prospešné pre zlepšenie stability magnetického poľa.
Multipolárne magnetické pole: Dizajn môže generovať multipolárne magnetické polia a môže dosiahnuť zložitejšie konfigurácie magnetického poľa v špecifických aplikačných scenároch, čo poskytuje väčšiu flexibilitu a prevádzkyschopnosť pre experimenty a aplikácie so špeciálnymi potrebami.
Úspora energie a ochrana životného prostredia: Konštrukčné materiály zvyčajne používajú materiály s vysokou účinnosťou premeny energie. Zároveň sa rozumným návrhom a optimalizáciou štruktúry magnetického obvodu zníži plytvanie energiou a dosiahne sa účel úspory energie a ochrany životného prostredia.
Vysoká miera využitia permanentných magnetov: V dôsledku smerovej magnetizácie Halbachových magnetov je pracovný bod permanentných magnetov vyšší, vo všeobecnosti presahuje 0,9, čo zlepšuje mieru využitia permanentných magnetov.
Silný magnetický výkon: Halbach kombinuje radiálne a paralelné usporiadanie magnetov, pričom magnetickú permeabilitu okolitých magneticky priepustných materiálov považuje za nekonečnú, čím vytvára jednostranné magnetické pole.
Vysoká hustota výkonu: Paralelné magnetické pole a radiálne magnetické pole po rozložení magnetického krúžku Halbach sa navzájom prekrývajú, čo výrazne zvyšuje intenzitu magnetického poľa na druhej strane, čo môže účinne znížiť veľkosť motora a zvýšiť hustotu výkonu motora. motor. Motor vyrobený z Halbachových magnetov má zároveň vysoký výkon, ktorý bežné synchrónne motory s permanentnými magnetmi nedokážu dosiahnuť, a môže poskytnúť ultra vysokú hustotu magnetického výkonu.
2. Technická náročnosť presného Halbachovho poľa
Hoci má pole Halbach mnoho výhod, jeho technická realizácia je tiež náročná.
Po prvé, počas výrobného procesu je ideálna štruktúra permanentného magnetu Halbachovho poľa, že smer magnetizácie celého prstencového permanentného magnetu sa plynule mení pozdĺž obvodového smeru, čo je však pri skutočnej výrobe ťažké dosiahnuť. Aby sa vyrovnal rozpor medzi výkonom a výrobným procesom, spoločnosti musia prijať špeciálne montážne riešenia. Napríklad prstencový permanentný magnet je rozdelený do vejárovitých diskrétnych magnetických blokov s rovnakým geometrickým tvarom a rôzne smery magnetizácie každého magnetického bloku sú spojené do krúžku a nakoniec je zostavený plán statora a rotora. tvorené. Tento prístup zohľadňuje optimalizáciu výkonu a realizovateľnosť výroby, no zároveň zvyšuje zložitosť výroby.
Po druhé, presnosť montáže poľa Halbach musí byť vysoká. Ak vezmeme ako príklad precíznu zostavu Halbachovho poľa, ktorá sa používa pre pohybové stoly s magnetickou levitáciou, montáž je veľmi náročná kvôli interakcii medzi magnetmi. Tradičný proces montáže je ťažkopádny a môže ľahko spôsobiť problémy, ako je nízka rovinnosť a veľké medzery v poli magnetov. Na vyriešenie týchto problémov používa nový spôsob montáže ako pomocný nástroj obruby. Hlavný magnet so smerom sily hlavného magnetu smerom nahor je najprv adsorbovaný na obrube a potom umiestnený na spodnej doske, čo zlepšuje efektivitu montáže a tesnosť magnetického poľa. a polohová presnosť magnetov a linearita a plochosť magnetického poľa.
Okrem toho je zložitá aj technológia magnetizácie poľa Halbach. Podľa tradičnej technológie sa rôzne typy polí Halbach väčšinou predmagnetizujú a potom sa pri použití zmontujú. Avšak vzhľadom na premenlivé smery sily medzi permanentnými magnetmi sústavy permanentných magnetov Halbach a vysokú presnosť montáže sú permanentné magnety po predmagnetizácii Magnety často vyžadujú pri montáži špeciálne formy. Hoci celková technológia magnetizácie má výhody zlepšenia účinnosti magnetizácie, zníženia nákladov na energiu a zníženia montážnych rizík, je stále v štádiu prieskumu kvôli technickým ťažkostiam. Hlavný prúd trhu sa stále vyrába predmagnetizáciou a následnou montážou.
3. Výhody presného poľa Halbach od Hangzhou Magnetic Technology
3.1. Vysoká hustota výkonu
Presné pole Halbach od Hangzhou Magnet power Technology má významné výhody v hustote výkonu. Prekrýva paralelné magnetické pole a radiálne magnetické pole, čím výrazne zvyšuje intenzitu magnetického poľa na druhej strane. Táto funkcia môže efektívne zmenšiť veľkosť motora a zvýšiť hustotu výkonu. V porovnaní s tradičnou architektúrou motora s permanentnými magnetmi využíva technológia Hangzhou Magnet Technology presnú technológiu poľa Halbach na dosiahnutie miniaturizácie motora pri rovnakom výstupnom výkone, čím sa šetrí priestor pre rôzne scenáre aplikácií a zlepšuje sa účinnosť využitia energie.
3.2. Stator a rotor nepotrebujú sklz
V tradičných motoroch s permanentnými magnetmi je kvôli nevyhnutnej prítomnosti harmonických v magnetickom poli vzduchovej medzery zvyčajne potrebné použiť rampy na konštrukciách statora a rotora, aby sa oslabil ich vplyv. Presné magnetické pole Halbach so vzduchovou medzerou technológie Hangzhou Magnet power Technology má vysoký stupeň sínusového rozloženia magnetického poľa a malý harmonický obsah. To eliminuje potrebu zošikmenia v statore a rotore, čo nielen zjednodušuje konštrukciu motora, znižuje výrobné ťažkosti a náklady, ale tiež zlepšuje prevádzkovú stabilitu a spoľahlivosť motora.
3.3. Rotor môže byť vyrobený z materiálov bez jadra
Samotieniaci efekt presného Halbachovho poľa generuje jednostranné magnetické pole, ktoré poskytuje väčší priestor pre výber materiálov rotora. Technológia Hangzhou Magnet túto výhodu plne využíva a ako materiál rotora si môže vybrať materiály bez jadra, čo znižuje moment zotrvačnosti a zlepšuje výkon rýchlej odozvy motora. Toto je obzvlášť dôležité pre scenáre aplikácií, ktoré vyžadujú časté štarty a zastavenia a rýchle nastavenie rýchlosti, ako sú napríklad automatizované výrobné linky, roboty a iné oblasti.
3.4. Vysoká miera využitia permanentných magnetov
Presné Halbachove pole technológie Hangzhou Magnet Power Technology využíva smerovú magnetizáciu na dosiahnutie vyššieho prevádzkového bodu, vo všeobecnosti presahujúceho 0,9, čo výrazne zlepšuje mieru využitia permanentných magnetov. To znamená, že pri rovnakom množstve magnetov možno generovať silnejšie magnetické pole a zlepšiť výstupný výkon motora. Zároveň znižuje závislosť na vzácnych zdrojoch, znižuje náklady a spĺňa požiadavky trvalo udržateľného rozvoja.
3.5. Je možné použiť koncentrované vinutie
Vďaka vysokému sínusovému rozloženiu magnetického poľa presného Halbeckovho poľa a malému vplyvu harmonického magnetického poľa môže Hangzhou Magnet power Technology využívať koncentrované vinutia. Koncentrované vinutia majú vyššiu účinnosť a nižšie straty ako distribuované vinutia používané v tradičných motoroch s permanentnými magnetmi. Okrem toho môže koncentrované vinutie tiež znížiť veľkosť a hmotnosť motora, zvýšiť hustotu výkonu a poskytnúť viac možností na miniaturizáciu a odľahčenie motora.
4. R&D team
Hangzhou Magnet power Technology má profesionálny a efektívny tím výskumu a vývoja, ktorý poskytuje spoločnosti silnú podporu pri aplikácii a inovácii presnej technológie poľa Halbach.
Členovia tímu pochádzajú z rôznych profesijných oblastí a majú bohaté technické zázemie a skúsenosti. Niektorí z nich majú doktoráty a magisterské tituly v elektrotechnike, magnetizme, materiálovej vede a iných súvisiacich odboroch a majú viac ako 20-ročné priemyselné skúsenosti v oblasti výskumu a vývoja motorov, dizajnu magnetov, výrobných procesov a iných oblastí. Dlhoročné skúsenosti im umožňujú rýchlo pochopiť a riešiť zložité technické problémy. V budúcnosti bude tím pokračovať v skúmaní rôznych oblastí použitia a nových smerov vývoja presnej technológie poľa Halbach.
Čas odoslania: 26. novembra 2024
