Dãy Halbach là một cấu trúc sắp xếp nam châm. Trước khi nghiên cứu cấu trúc này, chúng ta hãy xem xét sự phân bố đường sức từ của một số nam châm vĩnh cửu thông dụng.

Nhà cung cấp nam châm Halbach

Từ những hình ảnh này, có thể dễ dàng nhận thấy rằng hướng và cách sắp xếp của nam châm sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến sự phân bố đường sức từ, đó là dạng phân bố của từ trường xung quanh nam châm.

nam châm

HALBACH ARRAY LÀ GÌ

Mảng Halbach (Bộ nam châm vĩnh cửu Halbach) là một dạng kết cấu nam châm. Năm 1979, nhà khoa học người Mỹ Klaus Halbach đã phát hiện ra cấu trúc nam châm vĩnh cửu đặc biệt này và dần dần cải tiến nó trong quá trình thí nghiệm gia tốc electron, và cuối cùng đã hình thành nên cái gọi là nam châm “Halbach”, nó là một cấu trúc gần đúng lý tưởng trong kỹ thuật. Nó sử dụng một sự sắp xếp đặc biệt của các đơn vị nam châm để nâng cao cường độ trường theo hướng đơn vị. Mục đích là tạo ra từ trường mạnh nhất với lượng nam châm ít nhất.

Mảng này được cấu tạo hoàn toàn từ vật liệu nam châm vĩnh cửu đất hiếm. Theo một quy luật nhất định sắp xếp các nam châm vĩnh cửu có hướng từ hóa khác nhau. Và khi đó các đường sức từ có thể ngưng tụ ở một mặt của nam châm và yếu đi ở mặt kia. Vì vậy người ta có thể thu được một từ trường đơn phương lý tưởng. Điều này có một ý nghĩa rất quan trọng trong kỹ thuật. Với đặc tính phân bố từ trường tuyệt vời, dãy Halbach được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực công nghiệp như cộng hưởng từ hạt nhân, từ trường và động cơ đặc biệt nam châm vĩnh cửu.

mảng halbach

Hình bên trái là một bộ nam châm đơn, tất cả đều là cực bắc, có màu sắc thể hiện cường độ của từ trường ở đáy và đỉnh của nam châm. Hình bên phải là mảng Halbach. Từ trường phía trên của nam châm cao, trong khi phía dưới tương đối yếu. (Trong cùng một thể tích, cường độ từ trường mặt bên mạnh của nhóm nam châm mảng Halbach gấp khoảng 1.4 lần so với nam châm đơn truyền thống, đặc biệt khi độ dày của nam châm là 4-16mm

Ví dụ phổ biến nhất của mảng Halbach có lẽ là miếng dán tủ lạnh dẻo. Loại nam châm này mỏng và mềm, thường được in trên tủ lạnh hoặc sau xe hơi. Mặc dù tính chất từ ​​của chúng tương đối yếu (chỉ từ 2% -3% cường độ) so với NdFeB. Giá thấp và tính thực tế khiến nó được sử dụng rộng rãi.

HÌNH THỨC VÀ ỨNG DỤNG CỦA HALBACH ARRAY

Mảng tuyến tính

Dạng tuyến tính là dạng cơ bản nhất của mảng Halbach. Nam châm mảng này có thể được coi là sự kết hợp của mảng xuyên tâm và mảng tiếp tuyến, như hình dưới đây.

Công suất mảng Halbach

Mảng Halbach tuyến tính hiện được sử dụng chủ yếu trong động cơ tuyến tính. Nguyên tắc bay của tàu hỏa là sự tương tác giữa nam châm chuyển động và từ trường được tạo ra bởi dòng điện gây ra trong vật dẫn tạo ra lực bay và kèm theo lực cản từ. Cải thiện tỷ lệ sức nổi trên lực cản là chìa khóa để cải thiện hiệu suất của hệ thống bay. Điều này đòi hỏi trọng lượng của nam châm trên bo mạch Nhẹ, từ trường mạnh, từ trường đều và độ tin cậy cao. Dãy Halbach được lắp đặt theo chiều ngang ở giữa thân xe, và tạo ra lực đẩy khi cuộn dây ở giữa đường ray. Từ trường được tối đa hóa với một lượng nam châm nhỏ hơn, và mặt còn lại có ít từ trường hơn, có thể tránh cho hành khách tiếp xúc với từ trường mạnh.

Mảng vòng

Dãy Halbach hình vành khuyên có thể được coi là một hình vành khuyên được hình thành bằng cách kết hợp các mảng Halbach tuyến tính từ đầu đến cuối.

mảng halbach vòng

Trong động cơ nam châm vĩnh cửu, động cơ nam châm vĩnh cửu sử dụng cấu trúc mảng Halbach có từ trường khe hở không khí hình sin hơn so với động cơ nam châm vĩnh cửu truyền thống. Với cùng một lượng vật liệu nam châm vĩnh cửu, mật độ từ khe hở không khí của động cơ nam châm vĩnh cửu Halbach lớn hơn. Sự mất mát sắt là nhỏ. Ngoài ra, mảng vòng Halbach còn được sử dụng rộng rãi trong các ổ trục từ vĩnh cửu, thiết bị lạnh từ và thiết bị cộng hưởng từ.

SẢN XUẤT VÀ PHƯƠNG PHÁP SẢN XUẤT CỦA HALBACH ARRAY

Cách 1: Theo cấu tạo của mảng, dùng keo nam châm để liên kết các đoạn nam châm đã được nhiễm từ trước lại với nhau. Vì lực đẩy lẫn nhau giữa các đoạn nam châm rất mạnh nên khi liên kết phải dùng khuôn để kẹp. Hiệu quả sản xuất của phương pháp này thấp hơn, nhưng dễ thực hiện hơn và phù hợp hơn cho nghiên cứu trong phòng thí nghiệm.

Phương pháp 2: Lúc đầu, sử dụng phương pháp đúc khuôn nén hoặc điền đầy khuôn để sản xuất một nam châm hoàn chỉnh, sau đó từ hóa nó trong một vật cố định đặc biệt. Cấu trúc mảng được xử lý bằng phương pháp này tương tự như hình sau. Phương pháp này có hiệu quả xử lý và so sánh cao. Có thể dễ dàng nhận ra sản xuất hàng loạt. Tuy nhiên, người ta phải thiết kế đồ đạc từ hóa và xây dựng công thức xử lý từ hóa.

Phương pháp 3: Sử dụng một dãy dây quấn có hình dạng cụ thể để đạt được phân bố từ trường kiểu Halbach, như hình dưới đây.

mảng halbach hình dạng cụ thể

MUA HALBACH ARRAY Ở ĐÂU

Câu trả lời là mua nó từ Trung Quốc.

Mua mảng halbach không dễ. Vì Mảng Halbach là nam châm neodymium + kiến ​​thức + kinh nghiệm. Nếu không có kiến ​​thức và kinh nghiệm khó có thể tạo ra một Mảng Halbach hoàn hảo. Có rất nhiều nhà máy sản xuất nam châm ở Trung Quốc, họ biết cách sản xuất nam châm neodymium. Nhưng chỉ một số ít trong số họ biết cách sản xuất Halbach Array. Những nhà máy này rất khó tìm.

Nhưng nếu bạn muốn mua Halbach Array, hãy liên hệ với chúng tôi. Chúng tôi đã thử nghiệm điều đó. Bất kể mảng tuyến tính hay mảng vòng, chúng tôi có kinh nghiệm về điều đó. chào mừng liên lạc với chúng tôi và gửi cho chúng tôi bản vẽ của bạn. Chúng tôi sẽ kiểm tra bản vẽ của bạn và trả lời bạn càng sớm càng tốt với một mức giá hợp lý.