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钕铁硼的海尔贝克阵列的应用

钕铁硼的海尔贝克阵列的应用

  • 分类:技术新闻
  • 作者:叶小编
  • 来源:互联网
  • 发布时间:2020-04-07 16:11
  • 访问量:

【概要描述】瀚海新材料承接磁应用磁组件服务   海尔贝克阵列(HalbachArray)是一种磁体结构,是工程上的近似理想结构,目标是用最少量的磁体产生最强的磁场。1979年,美国学者KlausHalbach做电子加速实验时,发现了这种特殊的永磁铁结构,并逐步完善这种结构,最终形成了所谓的“Halbach”磁铁。    Halbach磁体结构是工程上理想结构的近似,目标是用最少量的磁体产生最强的磁场。利用特殊

钕铁硼的海尔贝克阵列的应用

【概要描述】瀚海新材料承接磁应用磁组件服务   海尔贝克阵列(HalbachArray)是一种磁体结构,是工程上的近似理想结构,目标是用最少量的磁体产生最强的磁场。1979年,美国学者KlausHalbach做电子加速实验时,发现了这种特殊的永磁铁结构,并逐步完善这种结构,最终形成了所谓的“Halbach”磁铁。    Halbach磁体结构是工程上理想结构的近似,目标是用最少量的磁体产生最强的磁场。利用特殊

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瀚海新材料承接磁应用磁组件服务    

海尔贝克阵列(Halbach Array)是一种磁体结构,是工程上的近似理想结

构,目标是用最少量的磁体产生最强的磁场。1979 年,美国学者Klaus Halbach

电子加速实验时,发现了这种特殊的永磁铁结构,并逐步完善这种结构,最终形成

了所谓的“Halbach”磁铁。

       Halbach磁体结构是工程上理想结构的近似,目标是用最少量的磁体产生最

强的磁场。利用特殊的磁体单元的排列,增强单位方向上的场强。

对于工程上有极为重要意义。当然具体运用极为复杂,在此不做涉及

 

 

1973 年,美国学者Mallianson 在对永久磁铁结构进行拼装实验时发现了一

种奇特的永磁铁结构,并把它称为〝Magnetic Curiosity〞。他当时并没有察觉

到这种结构的应用价值。1979 年,美国学者Klaus Halbach再利用各种永磁铁结

构产生的磁场做电子加速实验时,发现了这种特殊的永磁铁结构,并逐步完善这

种结构,最终形成了所谓的“Halbach”磁铁。Halbach磁环是将磁铁径向式与平行

 

 

式排列结合在一起,如果忽略端部效应,并把周围的导磁材料的导磁率看作无穷

大,那么上述永磁体结构最终形成单边磁场(one-sided field),这就是Halbach

一个显着的特点。这一特点表示Halbach磁铁在线性电机中有很好的应用价值。

相对于传统电机,Halbach电机有下列几种优越性

 

功率密度大

相对于传统永磁电机架构,由于Halbach磁环分解后的平行磁场与径向磁场的相

互迭加使得另一侧的磁场强度大幅度提升,这样可有效地减小电机的体积,提升

电机的功率密度。

 

定转子不再需要斜槽

 在传统永磁电机中,由于气隙磁场不可避免的存在谐波,一般在定转子架构上

采取斜槽削弱其影响。在Halbach电机中,由于气隙磁场正弦分布程度较高,谐

波含量小,故定转子无需斜槽。

 

转子可采用非铁心材料

由于Halbach磁铁自屏蔽效应产生的单边磁场分布不再需要转子采用磁性材料为

其提供通路,这样不仅为转子选材料提供了较大的选择空间,而且可以使系统有

较低的转动惯量和较好的快速附应性能。

 

永久磁铁利用率高

由于Halbach磁铁分向磁化的结果,导致其永久磁铁工作点较高,一般均超过

0.9,提升了永久磁铁的利用率。

 

 

可使用集中式绕组

传统永磁电机中往往采用分布式绕组来削弱谐波磁动势的影响。在Halbach电机

中由于其磁场正弦分布程度较高,谐波磁场影响较小,故可采用集中式绕组。

采用Halbach电机磁铁排列,可以降低电动机之转矩涟波,因而对于电动机的轴

承要求大大的减小。

 

a)径向式磁铁排列磁场分布

b)平行式磁铁排列磁场分布

c)Halbach排列磁场分布

 

 

 

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