Halbach array är en speciell permanent magnet arrangemang struktur. Genom att arrangera permanentmagneter i specifika vinklar och riktningar kan vissa okonventionella magnetfältsegenskaper uppnås. En av dess mest anmärkningsvärda egenskaper är dess förmåga att avsevärt förbättra magnetfältets styrka i en specifik riktning samtidigt som det kraftigt försvagar magnetfältet på andra sidan, vilket ungefär bildar en ensidig magnetfältseffekt. Denna magnetfältsfördelningskarakteristik gör att effekttätheten effektivt kan ökas i motortillämpningar, eftersom det förstärkta magnetfältet tillåter motorn att producera större vridmoment i en mindre volym. I viss precisionsutrustning som hörlurar och andra ljudenheter kan Halbach-arrayen också förbättra ljudenhetens prestanda genom att optimera magnetfältet, ge användarna en bättre ljudupplevelse, som att förstärka baseffekten och förbättra troheten och skiktningen av ljudet. vänta.
Hangzhou Magnet Power Technology Co., Ltd. överväger både prestandaoptimering och tillverkningsmöjlighet vid tillämpningen av Halbach-arrayteknologin, och kombinerar teknisk innovation med praktiska tillämpningar. Låt oss sedan utforska den unika charmen med Halbach-arrayer.
1. Användningsområden och fördelar med precision Halbach array
1.1 Applikationsscenarier och funktioner
Direktdriven motor: För att lösa problemen med större storlek och högre kostnader orsakade av ökningen av antalet polpar som direktdrivna motorer möter i marknadsapplikationer, ger Halbeck array magnetiseringsteknologi en ny idé. Efter att ha antagit denna teknik ökas den magnetiska flödestätheten på luftgapssidan kraftigt, och det magnetiska flödet på rotoroket minskas, vilket effektivt minskar rotorns vikt och tröghet och förbättrar systemets snabba reaktion. Samtidigt är luftgapets magnetiska flödestäthet närmare en sinusvåg, vilket minskar värdelöst harmonisk innehåll, minskar kuggvridmoment och vridmomentrippel och förbättrar motoreffektiviteten.
Borstlös AC-motor: Halbeck-ringarrayen i den borstlösa AC-motorn kan förstärka den magnetiska kraften i en riktning och få en nästan perfekt sinusformad magnetisk kraftfördelning. Dessutom, på grund av den enkelriktade magnetiska kraftfördelningen, kan icke-ferromagnetiska material användas som den centrala axeln, vilket kraftigt minskar den totala vikten och förbättrar effektiviteten.
Magnetic Resonance Imaging (MRI)-utrustning: Ringformade Halbeck-magneter kan producera stabila magnetfält i medicinsk avbildningsutrustning, som används för att lokalisera och excitera atomkärnor i detekterade föremål för att få högupplöst bildinformation.
Partikelaccelerator: Ringformade Halbeck-magneter styr och styr rörelsebanan för högenergipartiklar i partikelacceleratorn, genererar ett starkt magnetfält för att förändra partiklarnas bana och hastighet och uppnå partikelacceleration och fokusering.
Ringmotor: Ringformade Halbach-magneter genererar olika magnetfält genom att ändra riktningen och storleken på strömmen för att driva motorn att rotera.
Laboratorieforskning: Används vanligtvis i fysiklaboratorier för att generera stabila och enhetliga magnetfält för forskning inom magnetism, materialvetenskap, etc.
1.2 Fördelar
Kraftfullt magnetfält: Ringformade precisions-Halbeck-magneter har en ringmagnetdesign som gör att magnetfältet kan koncentreras och fokuseras genom hela ringstrukturen. Jämfört med vanliga magneter kan den producera ett magnetfält med högre intensitet.
Utrymmesbesparande: Ringstrukturen gör att magnetfältet slingrar sig i en sluten slinga, vilket minskar utrymmet som upptas av magneten, vilket gör det bekvämare att installera och använda i vissa situationer.
Enhetlig fördelning av magnetfält: På grund av den speciella designstrukturen är fördelningen av magnetfält i den cirkulära banan relativt enhetlig, och förändringen i magnetfältets intensitet är relativt liten, vilket är fördelaktigt för att förbättra magnetfältets stabilitet.
Multipolärt magnetfält: Designen kan generera multipolära magnetfält och kan uppnå mer komplexa magnetfältskonfigurationer i specifika applikationsscenarier, vilket ger större flexibilitet och funktionsduglighet för experiment och applikationer med speciella behov.
Energibesparing och miljöskydd: Designmaterialen använder vanligtvis material med hög energiomvandlingseffektivitet. Samtidigt, genom rimlig design och optimering av den magnetiska kretsstrukturen, minskar energislöseriet och syftet med energibesparing och miljöskydd uppnås.
Hög utnyttjandegrad av permanentmagneter: Som ett resultat av den riktade magnetiseringen av Halbach-magneter är driftspunkten för permanentmagneterna högre, generellt överstigande 0,9, vilket förbättrar användningsgraden för permanentmagneter.
Stark magnetisk prestanda: Halbach kombinerar magneternas radiella och parallella arrangemang och behandlar den magnetiska permeabiliteten hos de omgivande magnetiskt permeabla materialen som oändlig för att bilda ett ensidigt magnetfält.
Hög effekttäthet: Det parallella magnetfältet och det radiella magnetfältet efter att Halbach-magnetringen sönderdelas överlagrar varandra, vilket kraftigt ökar magnetfältets styrka på andra sidan, vilket effektivt kan minska storleken på motorn och öka effekttätheten på motorn. Samtidigt har motorn gjord av Halbach-arraymagneter hög prestanda som konventionella permanentmagnetsynkronmotorer inte kan uppnå, och kan ge ultrahög magnetisk effekttäthet.
2. Teknisk svårighet av precision Halbach array
Även om Halbach-arrayen har många fördelar, är dess tekniska implementering också svår.
För det första, under tillverkningsprocessen, är den idealiska Halbach-uppsättningens permanentmagnetstruktur att magnetiseringsriktningen för hela den ringformade permanentmagneten ändras kontinuerligt längs den periferiska riktningen, men detta är svårt att uppnå i verklig tillverkning. För att balansera motsättningen mellan prestanda och tillverkningsprocess måste företag anta speciella monteringslösningar. Till exempel är den ringformade permanentmagneten uppdelad i solfjäderformade diskreta magnetblock med samma geometriska form, och de olika magnetiseringsriktningarna för varje magnetblock skarvas till en ring, och slutligen är monteringsplanen för statorn och rotorn bildas. Detta tillvägagångssätt tar hänsyn till både prestandaoptimering och tillverkningsmöjligheter, men det ökar också tillverkningskomplexiteten.
För det andra krävs att monteringsnoggrannheten för Halbach-arrayen är hög. Om man tar precisions-Halbach-arrayenheten som används för magnetiska levitationsrörelsebord som ett exempel, är monteringen mycket svår på grund av interaktionen mellan magneter. Den traditionella monteringsprocessen är besvärlig och kan lätt orsaka problem som låg planhet och stora luckor i magnetmatrisen. För att lösa dessa problem använder den nya monteringsmetoden vulst som ett hjälpverktyg. Huvudmagneten med den uppåtriktade kraftriktningen av huvudmagneten adsorberas först på kulan och placeras sedan på bottenplattan, vilket förbättrar monteringseffektiviteten och tätheten hos magnetgruppen. och magneternas positionsnoggrannhet och linjäriteten och planheten hos magnetmatrisen.
Dessutom är magnetiseringstekniken för Halbach-arrayen också svår. Under traditionell teknik är olika typer av Halbach-arrayer mestadels förmagnetiserade och sätts sedan ihop när de används. Men på grund av de föränderliga kraftriktningarna mellan permanentmagneterna i Halbach permanentmagneter och den höga monteringsnoggrannheten, kräver permanentmagneterna efter förmagnetisering ofta speciella formar under montering. Även om den övergripande magnetiseringstekniken har fördelarna med att förbättra magnetiseringseffektiviteten, minska energikostnaderna och minska monteringsrisker, är den fortfarande i det undersökande stadiet på grund av den tekniska svårigheten. Huvudströmmen av marknaden produceras fortfarande genom förmagnetisering och sedan montering.
3. Fördelar med Hangzhou Magnetic Technologys precision Halbach-array
3.1. Hög effekttäthet
Hangzhou Magnet Power Technologys precisions-Halbach-array har betydande fördelar i effekttäthet. Det överlagrar det parallella magnetfältet och det radiella magnetfältet, vilket kraftigt ökar magnetfältets styrka på andra sidan. Denna funktion kan effektivt minska storleken på motorn och öka effekttätheten. Jämfört med den traditionella permanentmagnetmotorarkitekturen använder Hangzhou Magnet Technology precision Halbach array-teknologi för att uppnå miniatyrisering av motorn med samma uteffekt, vilket sparar utrymme för olika applikationsscenarier och förbättrar energiutnyttjandet.
3.2. Statorn och rotorn behöver inte ränna
I traditionella permanentmagnetmotorer, på grund av den oundvikliga närvaron av övertoner i luftgapets magnetfält, är det vanligtvis nödvändigt att anta ramper på stator- och rotorstrukturerna för att försvaga deras inflytande. Precisions-Halbach-arrayens luftgapmagnetfält av Hangzhou Magnet Power Technology har en hög grad av sinusformad magnetfältsfördelning och litet harmoniskt innehåll. Detta eliminerar behovet av snedställningar i statorn och rotorn, vilket inte bara förenklar motorstrukturen, minskar tillverkningssvårigheter och kostnader, utan också förbättrar motorns driftsstabilitet och tillförlitlighet.
3.3. Rotorn kan vara gjord av icke-kärnmaterial
Den självskärmande effekten av precisions-Halbach-arrayen genererar ett enkelsidigt magnetfält, vilket ger större utrymme för val av rotormaterial. Hangzhou Magnet Technology utnyttjar denna fördel fullt ut och kan välja icke-kärnmaterial som rotormaterial, vilket minskar tröghetsmomentet och förbättrar motorns snabba responsprestanda. Detta är särskilt viktigt för applikationsscenarier som kräver frekventa starter och stopp och snabb hastighetsjustering, såsom automatiserade produktionslinjer, robotar och andra fält.
3.4. Hög utnyttjandegrad av permanentmagneter
Precisions-Halbach-arrayen av Hangzhou Magnet Power Technology använder riktningsmagnetisering för att uppnå en högre driftspunkt, i allmänhet överstigande 0,9, vilket avsevärt förbättrar användningsgraden för permanentmagneter. Detta innebär att med samma mängd magneter kan ett starkare magnetfält genereras och motorns uteffekt kan förbättras. Samtidigt minskar det också beroendet av sällsynta resurser, minskar kostnaderna och uppfyller kraven på hållbar utveckling.
3.5. Koncentrerad lindning kan användas
På grund av den höga sinusformade fördelningen av magnetfältet i precisions-Halbeck-arrayen och det lilla inflytandet av det harmoniska magnetfältet, kan Hangzhou Magnet Power Technology använda koncentrerade lindningar. Koncentrerade lindningar har högre effektivitet och lägre förluster än de fördelade lindningarna som används i traditionella permanentmagnetmotorer. Dessutom kan koncentrerad lindning också minska storleken och vikten på motorn, öka effekttätheten och ge fler möjligheter till miniatyrisering och lättviktning av motorn.
4. FoU-team
Hangzhou Magnet Power Technology har ett professionellt och effektivt FoU-team som ger starkt stöd för företaget i tillämpningen och innovationen av precisions Halbach-arrayteknologi.
Teammedlemmar kommer från olika yrkesområden och har rik teknisk bakgrund och erfarenhet. Några av dem har doktorsexamen och magisterexamen i elektroteknik, magnetism, materialvetenskap och andra relaterade huvudämnen, och har mer än 20 års branscherfarenhet inom motorforskning och utveckling, magnetdesign, tillverkningsprocesser och andra områden. Många års erfarenhet gör det möjligt för dem att snabbt förstå och lösa komplexa tekniska problem. I framtiden kommer teamet att fortsätta att utforska olika applikationsområden och nya utvecklingsriktningar för precision Halbach array-teknik.
Posttid: 2024-november
