ハルバッハアレイ磁石

片側が強い磁場を持ち、もう片側がほぼゼロの磁場を必要としていますか？解決策があります—ワイヤー不要、磁石だけです。

ハルバッハアレイは、片面の磁場を強化し、もう片面の磁場を打ち消すように配置された磁石の賢い配列です。

ハルバッハアレイ磁石-磁石アセンブリ

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モーターから磁気浮上列車まで、この強力な設計は磁気工学の未来を推進しています。

ハルバッハアレイは何に使われるのですか？

磁石は便利ですが、もしその力を一方向に向けられたらどうでしょうか？

ハルバッハアレイは、モーター、磁気浮上システム、粒子加速器などで使用され、方向性のある磁場が性能と効率を向上させます。

ハルバッハアレイが優れる場所

ハルバッハアレイは磁場を一方向に集中させます。これは、干渉やエネルギーの無駄なく強力な磁場を必要とする用途にとって画期的です。以下にその適用例を示します：

1. 電動モーター：

ハルバッハアレイはブラシレスモーターのトルク、効率、出力密度を向上させるために使用されます。バック鉄からの損失を減らし、コンパクトなモーター設計を可能にします。

2. 磁気浮上（Maglev）

Maglev列車は、安定した浮上と抵抗の少ない滑空を実現するためにハルバッハアレイを使用します。集中した磁場により、物理的接触なしでスムーズに滑走します。

3. 粒子加速器

ハルバッハアレイはシンクロトロンのアンダーエータに強力で均一な磁場を作り出し、粒子を曲げたり加速したりして研究や画像化に役立てます。

4. MRIおよび医療機器

一部の高度なMRI設計では、ハルバッハシリンダーを使用して均一な内部磁場を生成し、外部干渉を最小限に抑えています。

私のプロジェクトでは、ハルバッハ設計がシステムの重量を20%削減しながら磁気出力を維持または向上させるのを見てきました。これは高性能デバイスにとって大きな利点です。

ハルバッハアレイはどれくらい強力ですか？

磁場が集中していることはわかっていますが、その強さはどれくらいですか？

ハルバッハアレイは、同じ材料を使用した従来の磁石配置と比較して、動作側で最大1.4〜2倍の強さの磁場を生成できます。

なぜ磁場が強くなるのか

従来の磁石配置は、磁束が複数の方向に漏れる原因となります。しかし、ハルバッハアレイは各磁石の向きを回転させて、そのエネルギーを一つの集中した側に向けて誘導します。

仕組み:

• 各磁石の北極と南極を配置して、一方の側の磁場を強化します。
• 逆側では反対の磁場が打ち消し合います。
• 結果：利用可能な磁場の強度が増幅され、漏れ磁場が減少します。

例：

4つの磁石の列を配置したとします：

• 従来の列では、磁場は上部と下部に漏れます。
• ハルバッハ構成（0°、90°、180°、270°に回転）は、下部の磁場を打ち消し、上向きに集中させます。

コアレスモーター用にハルバッハローターを作成し、15%の高いトルクをアンペアあたりで実現しました。これにより、顧客はバッテリーのサイズを削減し、熱効率を向上させることができました。

結論

ハルバッハアレイは、磁気を制御するスマートでコンパクトな方法です。必要な場所に強さを集中させ、無駄を排除します。モーター、リニアモーター、先進技術に最適です。