HALBACH ARRAY

A matriz Halbach é uma estrutura de arranjo magnético. Antes de estudarmos essa estrutura, vamos dar uma olhada na distribuição das linhas do campo magnético de alguns ímãs permanentes comuns.

Halbach-magnet-set

A partir dessas imagens, é fácil descobrir que a direção e a disposição do ímã afetarão diretamente a distribuição das linhas do campo magnético, que é a forma de distribuição do campo magnético ao redor do ímã.

direção magnética

Halbach Array (conjunto de ímã permanente Halbach) é um tipo de estrutura de ímã. Em 1979, o cientista americano Klaus Halbach descobriu esta estrutura especial de ímã permanente e gradualmente a melhorou durante o experimento de aceleração de elétrons, e finalmente formou o chamado ímã “Halbach”. É uma estrutura ideal aproximada em engenharia. Ele usa um arranjo especial de unidades magnéticas para aumentar a intensidade do campo na direção da unidade. O objetivo é gerar o campo magnético mais forte com a menor quantidade de ímãs.

Este conjunto é totalmente composto de materiais de ímã permanente de terras raras. De acordo com uma certa regra, organizar ímãs permanentes com diferentes direções de magnetização. E então as linhas de força magnética podem ser condensadas em um lado do ímã e enfraquecidas no outro lado. Assim, as pessoas podem obter um campo magnético unilateral ideal. Isso tem um significado muito importante na engenharia. Com excelentes características de distribuição de campo magnético, a matriz Halbach é amplamente utilizada em campos industriais, como ressonância magnética nuclear, levitação magnética e motores especiais de ímã permanente.

matriz de Halbach

A imagem da esquerda é um único conjunto de ímã, todos eles são pólo norte, e a cor mostra que a força do campo magnético está na parte inferior e superior do ímã. A imagem certa é uma matriz Halbach. O campo magnético na parte superior do ímã é alto, enquanto a parte inferior é relativamente fraca. (No mesmo volume, a força do campo magnético da superfície lateral forte do grupo de ímã de matriz Halbach é cerca de 1.4 vezes do ímã único tradicional, especialmente quando a espessura do ímã é de 4-16 mm

O exemplo mais comum da matriz Halbach é provavelmente o adesivo flexível da geladeira. Esses ímãs são finos e macios, geralmente impressos na geladeira ou atrás do carro. Embora suas propriedades magnéticas sejam relativamente fracas (força de apenas 2% -3%) em comparação com o NdFeB. O baixo preço e praticidade tornam-no amplamente utilizado.

A FORMA E APLICAÇÃO DO HALBACH ARRAY

LINEAR HALBACH ARRAY

O tipo linear é a forma mais básica do array Halbach. Este ímã de matriz pode ser considerado como uma combinação de matriz radial e matriz tangencial, conforme mostrado abaixo.

Halbach-array-power

Matrizes lineares de Halbach são usadas principalmente em motores lineares. O princípio de levitação de um trem maglev é que a interação entre o ímã em movimento e o campo magnético gerado pela corrente induzida no condutor gera força de levitação e é acompanhada por resistência magnética. Melhorar a razão de flutuabilidade para resistência é a chave para melhorar o desempenho do sistema de levitação. Isso requer o peso do ímã a bordo Luz, campo magnético forte, campo magnético uniforme e alta confiabilidade. O conjunto Halbach é instalado horizontalmente no centro da carroceria do carro e gera uma força propulsora com o enrolamento no centro da pista. O campo magnético é maximizado com uma quantidade menor de ímãs e o outro lado tem menos campo magnético, o que pode evitar que os passageiros sejam expostos a campos magnéticos fortes.

RING HALBACH ARRAY

A matriz Halbach em forma de anel pode ser considerada uma forma de anel formada pela combinação de matrizes Halbach lineares de ponta a ponta.

Simulação de Ring Halbach

No motor de ímã permanente, o motor de ímã permanente que usa a estrutura de matriz Halbach tem um campo magnético de entreferro mais senoidal do que o motor de ímã permanente tradicional. Com a mesma quantidade de material de ímã permanente, a densidade magnética do entreferro do motor de ímã permanente Halbach é maior. A perda de ferro é pequena. Além disso, as matrizes de anel Halbach também são amplamente utilizadas em rolamentos magnéticos permanentes, equipamentos de refrigeração magnética e equipamentos de ressonância magnética.

1.9T Halbach

MÉTODO DE FABRICAÇÃO E PRODUÇÃO DE HALBACH ARRAY

Método 1: de acordo com a topologia da matriz, use cola magnética para unir os segmentos magnéticos pré-magnetizados. Como a repulsão mútua entre os segmentos magnéticos é muito forte, use um molde para prender durante a colagem. A eficiência de fabricação desse método é menor, mas é mais fácil de implementar e mais adequado para pesquisas em laboratório.

Método 2: primeiro, use um método de preenchimento de molde ou moldagem por compressão para fabricar um ímã completo e, em seguida, magnetize-o em um acessório especial. A estrutura da matriz processada por este método é semelhante à figura a seguir. Este método tem alta eficiência de processamento e comparação. É fácil realizar a produção em massa. No entanto, as pessoas precisam projetar acessórios de magnetização e formular o processamento de magnetização.

Método 3: Use uma matriz de enrolamento de uma forma específica para obter a distribuição do campo magnético do tipo Halbach, conforme mostrado abaixo.

matriz de halbach de forma específica

ONDE COMPRAR O HALBACH ARRAY

A resposta é compre da China.

Comprar matriz de Halbach não é fácil. Porque Halbach Array é ímã de neodímio + conhecimento + experiência. Sem conhecimento e experiência, é difícil fazer uma Matriz Halbach perfeita. Existem muitas fábricas de ímã na China, eles sabem como produzir ímã de neodímio. Mas apenas alguns deles sabem como produzir Halbach Array. Essas fábricas são difíceis de encontrar.

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