Mıknatıs Halbach Dizisi

Bir Halbach dizisi, bir taraftaki manyetik alanı diğer taraftaki alandan önemli ölçüde daha güçlü hale getirmek için oluşturulan alternatif kutuplu kalıcı mıknatısların benzersiz bir konfigürasyonudur.

Örneğin: Aşağıdaki alan yukarıdaki alandan daha düşüktür.

1. Büyük Güç Yoğunluğu

Halbach mıknatısları, geleneksel sabit mıknatıslı motor yapılarıyla karşılaştırıldığında motor güç yoğunluğunu artırırken, motor boyutunu verimli bir şekilde en aza indiren motorlar tasarlar. Bunun nedeni, Halbach manyetik halkası demonte edildiğinde, paralel manyetik alan ve radyal manyetik alanın üst üste binmesi ve karşı taraftaki manyetik alanın gücünü önemli ölçüde artırmasıdır.

2. Halbach dizisi mıknatıs rotorunun bir kanala ihtiyacı yoktur.

Hava aralığı manyetik alan harmoniklerinin kaçınılmaz varlığı nedeniyle, geleneksel sabit mıknatıslı motorun sabit rotor yapısı, etkisini azaltmak için genellikle oluğu alır. Halbach motorunun yüksek hava boşluklu manyetik alan sinüs dağılımı ve düşük harmonik içeriği nedeniyle statorda bir oluk yoktur.

3. Bu rotoru yapmak için çekirdek olmayan bir malzeme kullanılabilir.

Rotorun manyetik malzeme için bir yol sağlamasına artık gerek kalmadığından, Halbach mıknatısının kendi kendini koruma etkisinin yarattığı tek taraflı manyetik alan dağılımı, sistemin daha düşük atalet momentine ve iyi bağlanma performansına sahip olmasını sağlar.

4. Kalıcı mıknatıs kullanımı yüksektir.

Halbach mıknatısı mıknatıslanmış sonuçlara bölündüğünden kalıcı mıknatısların kullanımını geliştirir, bu da kalıcı mıknatıs çalışmasının normalde 0.9'dan daha yüksek çalışmasına neden olur.

1. Silindir Halbach Dizisi

Geleneksel Halbach Dizisi, merkezi hava boşluğunda dipol (2 kutuplu) desenli bir silindir/halkadır. Halkada, manyetik alan tüm merkezi delik üzerinde güçlü ve homojendir (paralel alan çizgileri).

NdFeB Halbach Dizi halkası, 8 mıknatıstan yapılmıştır (her biri farklı bir mıknatıslanma yönüne sahiptir ve 45 derecelik yay dilimlerinde düzenlenmiştir). Arkın her bölümü, manyetik alan, mıknatıs malzemesinin içinden ve çevresinden "yönlendirilmeden" önce merkezi hava boşluğundan geçecek şekilde mıknatıslanır.

30-mm çapında merkezi bir deliğe sahip iki kutuplu, 110 mm çapında bir NdFeB Halbach dizisi sağlıyoruz. Eksen uzunluğu 40 mm'dir. Önerilen çalışma sıcaklığı artı 80 derece olan geleneksel NdFeB (Neodymium Demir Bor) kullanır. Oda sıcaklığında, hava boşluğunun ortasındaki alan en az 10,000 Gauss/bir Tesla'dır. Koruyucu dış kılıf pirinçten yapılmıştır.

SmCo tipi de sağlayabiliriz. 16 mıknatıs (22,5 derecelik ark segmentleri, her biri benzersiz bir mıknatıslanma yönüne sahip) SmCo Halbach Dizisi halkasını oluşturur. Arkın her bölümü, manyetik alan, mıknatıs malzemesi içinden ve etrafından yönlendirilmeden önce merkezi hava boşluğundan geçecek şekilde mıknatıslanır. Bu özel dizi, tamamen kapalı olduğundan ve sıvı helyum için -269 santigrat derecede çalışmayı sağlamak için kriyojenik yapıştırıcı kullandığından benzersizdir.

2. Blok Halbach Dizisi

Manyetik alanlar, dönüşümlü olarak mıknatıslanmış ferromanyetik malzemelerin (kalıcı olarak mıknatıslanabilen malzemeler) şeritleri karıştırıldığında, kompozit yapının düzleminin üzerinde hizalanırken, yapının altındaki manyetik alanlar zıt yönlerdedir ve birbirini götürür. Değişen mıknatıslanma bileşenleri aslında 90 derece faz dışıdır veya p/2'dir.

Yukarıda belirtildiği gibi ideal durum, düzlemin altında hiçbir alan olmaması ve düzlemin üzerinde, yapı düzgün bir şekilde mıknatıslanmış olsaydı olacağından iki kat daha büyük bir alanla sonuçlanacaktır. Ancak pratikte alt kısımda sadece çok mütevazi bir alan oluşur ve ideal durum hiçbir zaman gözlenmez. Bu model sonsuza kadar devam ettirilerek büyük diziler oluşturulabilir.

John C. Mallinson, bu "tek taraflı akı" oluşumlarının ilk keşfini 1973'te yaptı ve bunları manyetik bant kayıt teknolojisini geliştirme potansiyeline sahip "tuhaflıklar" olarak tanımladı. Ancak 1980'lerde Berkley fizikçisi Klaus Halbach bağımsız olarak bu manyetik fenomeni buldu ve parçacık hızlandırıcılarda kullanılmak üzere Halbach dizilerini geliştirdi ve gerçek potansiyelleri ortaya çıktı. Parçacık hızlandırıcı ışınlarını odaklamak ve yönlendirmek için güçlü manyetik alanlar yaratmak için, Halbach, dizileri ferromanyetik element kobalt kullanarak yarattı.

Halbach dizileri şu anda çeşitli karmaşıklık derecelerine sahip çeşitli sistemlerde kullanılmaktadır ve çok sayıda uygulamaya sahiptir. Buzdolabı magnetlerinde Halbach dizilimleri en temel yollardan biri olarak kullanılmaktadır. Bu örnekte, tek taraflı akı özelliklerinden yararlanılarak mıknatısın tutma gücü arttırılır. Değişken manyetik çubuk dizilerinin birleştirilmesiyle basit kilitleme sistemleri de yapılabilir. Çubukların manyetizasyonları, alan düzlemin üzerinde maksimum ve düzlemin altında minimum olacak şekilde ayarlanırsa, her çubuk 90 derece döndürülerek akı hapsi tersine çevrilebilir.

Taşıyıcıyı desteklemek için manyetik kaldırmayı kullanan Inductrack olarak da bilinen bir Maglev tren yolu, çalışan bir Halbach dizisinin daha karmaşık bir örneğidir. Tren, mıknatısın ağırlığının 50 katına kadar ağırlıkları destekleyebilen manyetik diziler tarafından rayın üzerinde kısa bir mesafe yükseltilir. İşlem, tümevarım ilkesine dayanmaktadır; dizi, metalik bir rayın bobinleri üzerinde hareket ettirildiğinde, manyetik alandaki değişiklikler, rayda bir voltajın indüklenmesine neden olur. Ray tarafından üretilen manyetik alan, Halbach dizisi tarafından üretilen alanla hizalandığında, itme, tıpkı çubuk mıknatısların iki benzer kutbunu birbirine itmeye çalıştığınızda olduğu gibi, trenin havaya kalkmasına neden olur. Maglev trenleri, geleneksel tekerlekli trenleri yavaşlatan birçok sürtünme kuvveti tarafından engellenmedikleri için yüksek hızlı ulaşım sağlama yeteneğine sahiptir. Aslında, Japon SCMaglev tren sistemi, 2003 yılında 361 mil / saate ulaştıktan sonra şu anda en hızlı demiryolu geçişi için Guinness Dünya Rekorunu elinde tutuyor.

Halbach "wigglers" olarak da anılan Halbach dizileri, senkrotronlarda ve serbest elektron lazerlerinde (FEL'ler) yürütülen en son bilimsel araştırmalarda kullanılır. FEL'ler, tıptan orduya kadar çok çeşitli alanlarda kullanılır ve çok geniş ve son derece ayarlanabilir bir frekans aralığına sahiptir. Bir FEL'in temel parçalarından biri, yüklü parçacıklardan (tipik olarak elektronlar) oluşan bir demeti periyodik olarak 'kıpırdatmak' için dizinin manyetik alanını kullanan bir Halbach kıpırdatıcıdır. Parçacıkların ivmesi, kıpırdatma etkisinin parçacık yönündeki değişikliğinin bir sonucu olarak değişir. Harici bir lazer kaynağı ile birleştiğinde, bu, yüksek yoğunluklu senkrotron radyasyonunun (fotonlar) yayılmasına neden olur.

Popüler Etiketler: mıknatıs halbach dizisi, Çin mıknatıs halbach dizisi üreticiler, tedarikçiler, fabrika, endüstriyel manyetik aktüatörler, endüstriyel manyetik bağlantı sistemleri, Tıp için manyetik hedefleme sistemleri, Endüstriyel manyetik indüksiyon elemanları, Manyetik Depolama Dizileri, Mücevher Yapımı İçin Halbach Dizisi