Halbach Array, Halbach varanlegur segull

Halbach fylkið er segulskipan uppbygging. Áður en við skiljum þessa uppbyggingu skulum við kíkja á segulsviðslínudreifingu sumra algengra varanlegra segla.

Frá þessari mynd er ekki erfitt að komast að því að staðsetningarstefna og fyrirkomulag segulsins mun hafa bein áhrif á dreifingu segulsviðslína, það er að segja það mun hafa áhrif á form segulsviðsdreifingar í kringum segulinn.

Hugmyndin um Halbach fylki

Halbach Array (Halbach varanlegur segull) er eins konar segulbygging. Árið 1979 uppgötvaði bandaríski fræðimaðurinn Klaus Halbach þessa sérstöku varanlegu segulbyggingu í rafeindahröðunartilrauninni og bætti hana smám saman og myndaði að lokum svokallaða s.k."Halbach"segull. Það er áætluð hugsjón uppbygging í verkfræði. Það notar sérstakt fyrirkomulag seguleiningar til að auka sviðsstyrkinn í einingastefnunni. Markmiðið er að nota sem minnst magn af seglum til að mynda sterkasta segulsviðið.

Þessi tegund af fylki er að öllu leyti samsett úr sjaldgæfum varanlegum segulefnum. Með því að raða varanlegum seglum með mismunandi segulmagnaðir stefnur samkvæmt ákveðinni reglu er hægt að einbeita segullínum af krafti á annarri hlið segulanna og hægt er að veikja kraftlínurnar á hinni hliðinni og fá þannig tilvalið einhliða segulsvið. Þetta hefur mikla þýðingu í verkfræði. Með framúrskarandi segulsviðsdreifingareiginleikum eru Haierbek fylki mikið notaðar á iðnaðarsviðum eins og kjarnasegulómun, segulmagnaðir og sérstakir segulmótorar.

Vinstra megin er einn segull þar sem allir norðurpólar snúa upp. Af litnum má sjá að styrkur segulsviðsins er staðsettur neðst og efst á seglinum. Hægra megin er Halbach fylki. Segulsviðið efst á seglinum er tiltölulega hátt en botninn er tiltölulega veik. (Undir sama rúmmáli er segulsviðsstyrkur sterka hliðarflatar Halbach fylkis segulsins u.þ.b.√2 sinnum (1,4 sinnum) en hefðbundinn einn segull, sérstaklega þegar þykkt segulsins er 4-16 mm í segulmagnandi átt)

Algengasta dæmið um Halbach fylkið getur verið sveigjanlegur kælilímmiðinn. Þessir þunnu, mjúku seglar eru venjulega prentaðir á ísskápinn eða aftan á bílnum. Þó að segulmagn þeirra sé mjög veikt miðað við NdFeB (aðeins 2%-3% styrkur), þá eru þau lágt verð og hagkvæmni þess að það er mikið notað.

Form og notkun Halbach fylkisins

Línulegt fylki

Línuleg gerð er grunnsamsetning Halbach fylkisins. Líta má á þennan fylkissegul sem blöndu af geislamyndafylki og snertifylki, eins og sýnt er á myndinni hér að neðan.

Línuleg Halbach fylki eru nú aðallega notuð í línulegum mótorum. Levitation meginreglan í maglev lestinni er sú að segullinn sem hreyfist hefur samskipti við segulsviðið sem myndast af völdum straumi í leiðaranum til að mynda sveiflukraft og á sama tíma fylgir því segulviðnám. Að bæta flot- og toghlutfallið er lykillinn að því að bæta frammistöðu svigkerfisins, sem krefst þyngdar segulsins um borð. Létt þyngd, sterkt segulsvið, einsleitt segulsvið og mikla áreiðanleika. Halbach fylkingin er sett upp lárétt í miðju yfirbyggingar bílsins og hefur samskipti við vinduna í miðju brautarinnar til að mynda drifkraft, sem hámarkar segulsviðið með litlu magni af seglum, og hin hliðin hefur minna segulsvið, sem getur komið í veg fyrir að farþegar verði fyrir sterku segulsviði.

Hringlaga fylki

Líta má á hringlaga Halbach fylkið sem blöndu af línulegum Halbach fylkjum enda til enda til að mynda hringlaga hringlaga lögun.

Í fasta segulmótornum hefur varanleg segulmótorinn sem notar Halbach fylkisbygginguna loftgap segulsvið nær sinusoidal dreifingu en hefðbundinn varanleg segull mótor. Ef um er að ræða sama magn af varanlegu segulefni, hefur Halbach varanlegur segull mótorinn stærri segulþéttleika loftgapsins. Járntapið er lítið. Að auki eru Halbach hringir einnig mikið notaðar í varanlegum segullegum legum, segulkælibúnaði og segulómunarbúnaði.

Framleiðslu- og framleiðsluaðferð Halbach fylkis

Aðferð 1: Samkvæmt staðfræði fylkisins, notaðu segulím til að tengja segulmagnaðir segulhlutana saman. Vegna þess að gagnkvæm fráhrinding milli segulhlutanna er mjög sterk, ætti að nota mótið til að klemma meðan á viðloðun stendur. Þessi aðferð hefur litla framleiðslu skilvirkni, en er auðveldari í framkvæmd og hentar betur til notkunar á rannsóknarstigi rannsóknarstofu.

Aðferð 2: Notaðu fyrst aðferðina við að fylla mold eða pressa mót til að framleiða heilan segull og segulaðu síðan í sérstökum innréttingu. Fylkisuppbyggingin sem unnin er með þessari aðferð er svipuð og á myndinni hér að neðan. Þessi aðferð hefur mikla vinnslu skilvirkni og samanburð Það er auðvelt að átta sig á fjöldaframleiðslu. Hins vegar er nauðsynlegt að hanna segulmagnaðir innréttingar sérstaklega og móta segulmagnaðir ferli.

Aðferð 3: Notaðu sérlaga vinda fylki til að átta sig á segulsviðsdreifingu Halbach-gerðarinnar, eins og sýnt er á myndinni hér að neðan.

Ferlið og áhrif sjálfgerðar Halbach fylkisins á rannsóknarstofunni