Magnet Halbachova pole

Potřebujete magnetické pole, které je silné na jedné straně a téměř nulové na druhé? Existuje řešení — žádné dráty, jen magnety.

Halbachova pole je chytré uspořádání magnetů, které zesiluje magnetické pole na jedné straně a ruší ho na druhé.

Halbachovo pole magnet-magnetová sestava

Kontaktujte nás pro více informací o Magnet Halbachova pole

Od motorů po maglev vlaky, tento výkonný design pohání budoucnost magnetického inženýrství.

Na co se používá Halbachovo pole?

Magnety jsou užitečné — ale co kdybychom mohli nasměrovat jejich sílu pouze jedním směrem?

Halbachovo pole se používá v motorech, systémech magnetické levitace a urychlovačích částic, kde směrová magnetická pole zlepšují výkon a účinnost.

Kde vynikají Halbachova pole

Halbachova pole soustřeďují magnetická pole do jednoho směru. To je průlom pro aplikace, které potřebují silná magnetická pole bez rušení nebo plýtvání energií. Tady je, jak jsou používána:

1. Elektrické motory

Halbachova pole se používají v bezkartáčových motorech ke zlepšení krouticího momentu, účinnosti a hustoty výkonu. Snižují ztráty z zpětného železa a umožňují kompaktní konstrukce motorů.

2. Magnetická levitace (Maglev)

Maglev vlaky používají Halbachova pole pro stabilní, odporovou levitaci. Soustředěné pole umožňuje plynulé klouzání bez fyzického kontaktu.

3. Urychlovače částic

Halbachova pole vytvářejí silná, homogenní magnetická pole v synchrotronových undulátorech, které pomáhají ohýbat a urychlovat částice pro výzkum nebo zobrazování.

4. MRI a lékařská zařízení

Některé pokročilé návrhy MRI používají Halbachovy válce k výrobě homogenních vnitřních polí s minimálním vnějším rušením.

Ve svých vlastních projektech jsem viděl, jak Halbachovy návrhy snižují hmotnost systému o 20% při zachování nebo zvýšení magnetického výkonu. To je velký přínos pro vysoce výkonné zařízení.

Jak moc je Halbachovo pole silnější?

Víme, že je pole zaměřené, ale o kolik je mocnější?

Halbachovo pole může vytvářet magnetické pole, které je až 1,4–2krát silnější na pracovní straně ve srovnání s konvenčními magnetickými uspořádáními se stejnými materiály.

Proč se pole stává silnějším

Tradiční magnetické uspořádání způsobuje únik magnetického toku v několika směrech. Ale Halbachovo uspořádání otáčí orientaci každého magnetu, aby přesměrovalo veškerou energii na jednu koncentrovanou stranu.

Jak to funguje:

• Severní a jižní póly každého magnetu jsou uspořádány tak, aby posilovaly pole na jedné straně.
• Odporná pole se navzájem ruší na opačné straně.
• Výsledek: zesílená využitelná síla pole, snížené únikové pole.

Příklad:

Představme si, že umístíte řadu čtyř magnetů:

• V konvenční řadě unikají pole nad a pod.
• V konfiguraci Halbach (otočené o 0°, 90°, 180°, 270°) se pole ruší pod a soustředí se nahoru.

Vyrobili jsme Halbachův rotor pro bezjádrový motor, který dosáhl vyššího točivého momentu o 15% na ampér. To umožnilo našemu klientovi zmenšit velikost baterie a zlepšit tepelnou účinnost.

Závěr

Halbachovy pole jsou chytrým, kompaktním způsobem řízení magnetismu. Koncentrují sílu tam, kde je potřeba, a eliminují plýtvání—ideální pro motory, levitaci a pokročilou technologii.