0322 صفيف هالباخ ​​، مغناطيس هالباخ ​​الدائم

18-11-2021

0322 مصفوفة هالباخ ​​عبارة عن هيكل ترتيب مغناطيسي. قبل أن نفهم هذه البنية ، دعنا نلقي نظرة على توزيع خط المجال المغناطيسي لبعض المغناطيس الدائم المشترك.

Halbach Array 


من هذه الصورة ، ليس من الصعب العثور على أن اتجاه موضع المغناطيس وترتيبه سيؤثران بشكل مباشر على توزيع خطوط المجال المغناطيسي ، أي أنه سيؤثر على شكل توزيع المجال المغناطيسي حول المغناطيس.

 

 

 

مفهوم مصفوفة هالباخ

مصفوفة هالباخ ​​(مغناطيس هالباخ ​​الدائم) هي نوع من الهياكل المغناطيسية. في عام 1979 ، اكتشف العالم الأمريكي كلاوس هالباخ ​​هذا الهيكل الخاص بالمغناطيس الدائم أثناء تجربة تسريع الإلكترون وقام بتحسينه تدريجيًا ، وفي النهاية قام بتشكيل ما يسمى"هالباخ"مغناطيس. إنه هيكل تقريبي مثالي في الهندسة. يستخدم ترتيبًا خاصًا لوحدات المغناطيس لتحسين شدة المجال في اتجاه الوحدة. الهدف هو استخدام أقل كمية من المغناطيس لتوليد أقوى مجال مغناطيسي.

يتكون هذا النوع من المصفوفات بالكامل من مواد مغناطيسية أرضية نادرة. من خلال ترتيب مغناطيس دائم باتجاهات مغناطيسية مختلفة وفقًا لقاعدة معينة ، يمكن تركيز خطوط القوة المغناطيسية على جانب واحد من المغناطيس ، ويمكن إضعاف خطوط القوة على الجانب الآخر ، وبالتالي الحصول على مجال مغناطيسي أحادي الجانب مثالي. هذا له أهمية كبيرة في الهندسة. بفضل خصائص توزيع المجال المغناطيسي الممتازة ، تُستخدم صفائف Haierbek على نطاق واسع في المجالات الصناعية مثل الرنين المغناطيسي النووي ، والرفع المغناطيسي ، والمحركات الخاصة بالمغناطيس الدائم.

Halbach Array

على اليسار يوجد مغناطيس واحد مع كل الأقطاب الشمالية متجهة لأعلى. من اللون ، يمكن ملاحظة أن قوة المجال المغناطيسي تقع في أسفل وأعلى المغناطيس. على اليمين توجد مجموعة هالباخ. المجال المغناطيسي في الجزء العلوي من المغناطيس مرتفع نسبيًا ، بينما يكون الجزء السفلي ضعيفًا نسبيًا. (تحت نفس الحجم ، تكون شدة المجال المغناطيسي للسطح الجانبي القوي لمغناطيس صفيف هالباخ ​​تقريبًامرتين (1.4 مرة) من المغناطيس الفردي التقليدي ، خاصة عندما يكون سمك المغناطيس 4-16 مم في اتجاه المغنطة)

 

قد يكون المثال الأكثر شيوعًا على مجموعة Halbach هو ملصق الثلاجة المرن. عادة ما تتم طباعة هذه المغناطيسات الرقيقة والناعمة على الثلاجة أو على ظهر السيارة. على الرغم من أن جاذبيتها ضعيفة جدًا مقارنةً بـ NdFeB (قوة 2٪ -3٪ فقط) ، إلا أن سعرها المنخفض وعمليتها تجعلها مستخدمة على نطاق واسع.

 

شكل وتطبيق مصفوفة هالباخ

مجموعة خطية

النوع الخطي هو أبسط تركيبة مصفوفة هالباخ. يمكن اعتبار مغناطيس الصفيف هذا مزيجًا من مصفوفة شعاعية وصفيف عرضي ، كما هو موضح في الشكل أدناه.

Halbach Array

تُستخدم صفائف Halbach الخطية حاليًا بشكل أساسي في المحركات الخطية. مبدأ الرفع لقطار maglev هو أن المغناطيس المتحرك يتفاعل مع المجال المغناطيسي الناتج عن التيار المستحث في الموصل لتوليد قوة الرفع ، وفي نفس الوقت ، يكون مصحوبًا بمقاومة مغناطيسية. يعد تحسين نسبة الطفو والسحب هو المفتاح لتحسين أداء نظام التحليق ، والذي يتطلب وزن المغناطيس الموجود على متن الطائرة وخفيف الوزن ومجال مغناطيسي قوي ومجال مغناطيسي موحد وموثوقية عالية. يتم تثبيت مصفوفة Halbach بشكل أفقي في وسط جسم السيارة وتتفاعل مع الملف الموجود في وسط المسار لتوليد قوة دفع ، والتي تزيد من المجال المغناطيسي بكمية صغيرة من المغناطيسات ، والجانب الآخر به مجالات مغناطيسية أقل ،

 

مجموعة دائرية

يمكن اعتبار مصفوفة هالباخ ​​الدائرية مزيجًا من مصفوفات هالباخ ​​الخطية من طرف إلى طرف لتشكيل شكل حلقة دائرية.

 

Halbach Array

Halbach Array 

في محرك المغناطيس الدائم ، يحتوي محرك المغناطيس الدائم الذي يستخدم هيكل مصفوفة Halbach على مجال مغناطيسي فجوة هوائية أقرب إلى التوزيع الجيبي من محرك المغناطيس الدائم التقليدي. في حالة نفس الكمية من مادة المغناطيس الدائم ، فإن محرك المغناطيس الدائم Halbach له كثافة مغناطيسية أكبر للفجوة الهوائية. فقدان الحديد صغير. بالإضافة إلى ذلك ، تُستخدم مصفوفات حلقة Halbach أيضًا على نطاق واسع في المحامل المغناطيسية الدائمة ، ومعدات التبريد المغناطيسي ، ومعدات الرنين المغناطيسي.

 

طريقة تصنيع وإنتاج صفيف هالباخ

الطريقة 1: وفقًا لطوبولوجيا المصفوفة ، استخدم غراء المغناطيس لربط مقاطع المغناطيس الممغنطة معًا. نظرًا لأن التنافر المتبادل بين مقاطع المغناطيس قوي جدًا ، يجب استخدام القالب للقط أثناء الالتصاق. تتميز هذه الطريقة بكفاءة تصنيع منخفضة ، ولكنها أسهل في التنفيذ ، وهي أكثر ملاءمة للاستخدام في مرحلة البحث المخبري.

 

الطريقة 2: استخدم أولاً طريقة ملء القالب أو ضغط القالب لتصنيع مغناطيس كامل ، ثم قم بالمغنطة في تركيبات خاصة. تشبه بنية المصفوفة التي تتم معالجتها بهذه الطريقة الشكل أدناه. تتميز هذه الطريقة بكفاءة معالجة عالية ومقارنة ومن السهل تحقيق الإنتاج الضخم. ومع ذلك ، فمن الضروري تصميم تركيبات ممغنطة بشكل خاص وصياغة عملية التمغنط.

 Halbach Array

الطريقة الثالثة: استخدم مصفوفة لف ذات شكل خاص لتحقيق توزيع المجال المغناطيسي من نوع هالباخ ​​، كما هو موضح في الشكل أدناه.

Halbach Array


عملية وتأثير مجموعة Halbach ذاتية الصنع في المختبر

الحصول على آخر سعر؟ سنرد في أسرع وقت ممكن (خلال 12 ساعة)

سياسة خاصة