Ученые провели множество сопутствующих исследований и разработали массивы Хальбаха в различных формах. Они постоянно изучали, как максимизировать магнитный поток, от традиционного к улучшенному, от одинарного к двойному, неравномерному, от диполярного к квадрупольному, гексапольному, секступольному, октупольному и другим конфигурациям магнитов.
В зависимости от расположения постоянных магнитов матрицы Хальбаха выпускаются следующих типов.
При изготовлении более сложных магнитных сборок, таких как массив Хальбаха, для производства требуются не только сильные постоянные магниты, но и материалы для изготовления различных зажимов и удержания магнитов на месте.
Массив Хальбаха предназначен для достижения максимальных магнитных полей, поэтому, как правило, чаще всего выбирают неодимовые магниты. В условиях особенно высоких температур (> 200°C) лучшим выбором является самарий-кобальт.
Кроме того, цены на магнитные материалы стали неопределенным фактором для разработки массивов Хальбаха. Вы можете выбрать наиболее подходящий материал магнита Хальбаха в соответствии с магнитной силой, рабочей температурой, коррозионной стойкостью и ценой для вашего проекта.
Обычно для небольших диполей Хальбаха используется алюминиевая рама и латунь. Сталь используется для больших диполей.
В настоящее время существует три способа реализации структуры стека массива Хальбаха.
Поскольку массив Хальбаха представляет собой особое расположение магнитных полюсов. Формировать мишени сложно из-за сильных магнитных сил отталкивания. Кроме того, некоторые конструкции Хальбаха сложны, и для их сборки требуются специальные навыки и специальные приспособления, что делает изготовление массивов Хальбаха дорогим.
Мы можем разработать собственные приспособления/приспособления и изготовить их на нашем заводе. Будь то цилиндр Хальбаха для научных экспериментов или большой объем продукции для вашего продукта, мы можем удовлетворить ваши потребности.
Массивы Хальбаха представляют собой тип магнитных матриц уникального расположения.
Используя магнитную решетку Хальбаха, магнитный поток можно усилить на одной стороне (сильной стороне) решетки, в то время как поток ослабить на другой стороне (слабой стороне). Это приводит к более эффективному использованию доступного магнитного потока, создавая более сильные поля, чем другие конфигурации.
Целью этой структуры магнитных компонентов является создание максимально сильного магнитного поля с наименьшим количеством неодимовых магнитов. Это может помочь сделать более компактные и прочные сборки постоянных магнитов для промышленности. Например, Magsafe использует аналогичную структуру.
То же самое касается горшковых магнитов и резиновых магнитов: магнитная сила концентрируется на одной стороне.
Но в монтажных горшковых магнитах используется стальной канал или чашка для перенаправления магнитного поля с задней стороны одного магнита, что примерно удваивает силу притяжения, которую можно ожидать от одного магнита. Магнит в чашечном магните обычно представляет собой цельную деталь, а полюса также намагничены по толщине.
Резиновый магнит представляет собой цельный кусок мягкого магнита с полюсами, аналогичными матрицам Хальбаха.
А массивы Хальбаха представляют собой более сложную структуру, в которой вместо одного магнита используется как минимум 5 редкоземельных магнитов. Он будет иметь более сильную магнитную силу и, конечно, будет стоить дороже.
Массив Хальбаха обладает превосходной магнитной силой, но имеет недостатки, связанные со сложным процессом сборки и высокой стоимостью. Прежде чем внедрять матрицу Хальбаха, важно учитывать сложность проектирования и производства.
Большие кольца массива Хальбаха очень сложно собрать из-за сильной магнитной силы. Собрать их можно, если у вас есть подходящая мастерская и соответствующие инструменты и конечно же много терпения.
У нас есть заказчик, которому нужна матрица Хальбаха, используемая в замедлителе частиц в качестве поперечного фокусирующего элемента. Учитывая очень малый размер и трудность контроля допусков, наш инженер предлагает клиенту использовать нормальное направление. И, наконец, мы сделали это успешным и экономически эффективным.
Первый экземпляр массива Хальбаха был представлен в 1979 году Клаусом Хальбахом в Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли.
В то время он изучал использование постоянных магнитов из редкоземельного кобальта (ПМ). С помощью этой решетки ему удалось создать почти однонаправленное магнитное поле, а именно дипольное поле, не требующее внешнего источника питания.
В 1990-е годы массивы Хальбаха успешно использовались в ускорителях частиц нового поколения, лазерах на свободных электронах и устройствах синхротронного излучения в области физики высоких энергий.
В последние годы массивы халбаха привлекли широкое внимание как в научных кругах, так и в промышленности благодаря своим уникальным преимуществам. Все больше и больше ученых проводят конкретные исследования по ним, и все больше и больше областей их используют.
Было обнаружено, что массивы Хальбаха полезны во множестве интересных приложений, начиная от приводов с одной степенью свободы (DOF), магнитной левитации, приводов с несколькими степенями свободы, электромеханических батарей и более эффективных электрических ротационных машин.
Магнит с решеткой Хальбаха также используется на марсоходах NASA. Это научный эксперимент, в ходе которого марсоходы Spirit и Opportunity собирают пыль.
Многие производимые нами магнитные сборки с матрицей Хальбаха также используются в проектах научных экспериментов в университетах и исследовательских институтах по всему миру.
Когда постоянный магнит расположен в виде массива Хальбаха, наиболее примечательной особенностью является то, что поток воздушного зазора увеличивается, а поток ярма ротора уменьшается, и легко получается синусоидальное магнитное поле воздушного зазора. Это очень полезно для уменьшения объема двигателя и увеличения удельной мощности. Таким образом, массивы Хальбаха в последние годы являются горячей темой исследований для исследователей двигателей.
Например, магниты, используемые в двигателе Tesla Model 3, расположены в виде массива Хальбаха. Повышенная эффективность магнитной цепи позволяет создавать более сильное магнитное поле с меньшим количеством магнитов, что делает двигатель Модели 3 меньше и легче, но при этом он мощнее, чем другие двигатели.
Помимо магнитов на холодильник, это, похоже, первое массовое использование массивов Хальбаха в потребительском продукте.
Доступны различные варианты сборки и компоновки. Сотрудничество с опытной компанией в области магнитотехники имеет важное значение для определения того, является ли матрица Хальбаха подходящим решением для конкретного применения.
Компания China Magnets Source предлагает матрицы Halbach в линейном/плоском/блочном или кольцевом/цилиндрическом исполнении. В то же время мы можем поставлять блоки в виде одиночного магнита или массива халбаха в подходящем корпусе (латунная или алюминиевая гильза). Свяжитесь с нами, если у вас есть какие-либо требования к массиву Хальбаха.
China Magnets Source Material Limited
