A Halbach-tömb a váltakozó polaritású permanens mágnesek egyedi konfigurációja, amelyet úgy hoztak létre, hogy az egyik oldalon lévő mágneses mezőt jelentősen erősebbé tegyék, mint a másik oldalon.
Például: Az alábbi mező alacsonyabb, mint a fenti mező.
Jellemzők
1. Nagy teljesítménysűrűség
A Halbach mágnesek által tervezett motorok hatékonyan minimalizálják a motor méretét, miközben javítják a motor teljesítménysűrűségét a hagyományos állandó mágneses motorszerkezetekhez képest. Ez annak köszönhető, hogy a Halbach mágneses gyűrű szétszerelésekor a párhuzamos mágneses tér és a radiális mágneses tér átfedésben volt, ami jelentősen megnövelte az ellenkező oldalon lévő mágneses tér erősségét.
2. A halbach tömb mágneses rotorhoz nem kell csúszda.
A légrés mágneses térharmonikusainak elkerülhetetlen megléte miatt a hagyományos állandó mágneses motor rögzített forgórésze gyakran igénybe veszi a csúszdát, hogy csökkentse hatását. A nagy légrés mágneses tér szinusz eloszlása és a Halbach motor alacsony harmonikus tartalma miatt az állórészből hiányzik a csúszda.
3. Ennek a rotornak a készítéséhez nem maganyagot lehet használni.
Mivel már nem követelmény, hogy a rotor utat biztosítson a mágneses anyag számára, a Halbach-mágnes önárnyékoló hatása által létrehozott egyoldalú mágneses téreloszlás lehetővé teszi, hogy a rendszer kisebb tehetetlenségi nyomatékot és jó csatolási teljesítményt biztosítson.
4. Az állandó mágnesek kihasználtsága magas.
Javítja az állandó mágnesek használatát, mivel a Halbach-mágnes mágnesezett kimenetekre oszlik, így az állandó mágnes működése magasabb, mint általában több, mint 0.9.
Gyakori típusok
1. Hengeres Halbach tömb
A hagyományos Halbach Array egy henger/gyűrű dipólus (2 pólusú) mintával a központi légrésben. A gyűrűben a mágneses tér erős és homogén (párhuzamos erővonalak) a teljes központi lyukon.
Az NdFeB Halbach Array gyűrű 8 mágnesből áll (mindegyik külön mágnesezési iránnyal és 45 fokos ívszegmensekbe rendezve). Az ív minden szegmense úgy van mágnesezve, hogy a mágneses tér áthalad a központi légrésen, mielőtt a mágnesanyagon keresztül és körülötte „irányulna”.
Kétpólusú, 110 mm átmérőjű NdFeB Halbach tömböt kínálunk 30- mm átmérőjű központi furattal. Axiális hossza 40 mm. Hagyományos NdFeB-t (neodímium vasbórt) használ, plusz 80 fokos ajánlott üzemi hőmérséklettel. Szobahőmérsékleten a légrés közepén lévő mező legalább 10,000 Gauss/egy Tesla. A külső védőhüvely sárgarézből készült.
SmCo típust is tudunk biztosítani. 16 mágnes (22,5 fokos ívszegmensek, mindegyik egyedi mágnesezési orientációval) alkotja az SmCo Halbach Array gyűrűt. Az ív minden szegmense úgy van mágnesezve, hogy a mágneses tér áthalad a központi légrésen, mielőtt átvezetné a mágnes anyagán és körül. Ez a speciális tömb egyedülálló, mivel teljesen zárt, és kriogén ragasztót alkalmaz, amely lehetővé teszi a folyékony hélium -269 Celsius-fokon történő működését.
2. Blokk Halbach Array
A mágneses mezők a kompozit szerkezet síkja felett helyezkednek el, ha váltakozóan mágnesezett ferromágneses anyagok (olyan anyagok, amelyek tartósan mágnesezhetőek) keverednek, míg a szerkezet alatti mágneses mezők ellentétes irányúak és kioltódnak. A váltakozó mágnesezési komponensek valójában 90 fokkal fázison kívül vannak, vagy p/2.
Az ideális helyzet, amint azt fentebb jeleztük, azt eredményezné, hogy a sík alatt nincs mező, a sík felett pedig kétszer akkora mező lenne, mint akkor, ha a szerkezet egyenletesen mágnesezett lenne. A gyakorlatban azonban csak nagyon szerény mező keletkezik az alsó oldalon, és az ideális állapot soha nem figyelhető meg. Nagy tömbök hozhatók létre, ha ezt a mintát örökké folytatjuk.
John C. Mallinson először 1973-ban fedezte fel ezeket az "egyoldali fluxus" képződményeket, és "érdekességeknek" nevezte őket, amelyek a mágnesszalagos rögzítési technológiát továbbfejleszthetik. De csak az 1980-as években, amikor a Berkley fizikusa, Klaus Halbach önállóan megtalálta ezt a mágneses jelenséget, és Halbach-tömböket fejlesztett ki részecskegyorsítókban való használatra, akkor vált nyilvánvalóvá azok valódi potenciálja. Annak érdekében, hogy erőteljes mágneses tereket hozzanak létre a részecskegyorsító nyalábjainak fókuszálásához és irányításához, Halbach a kobalt ferromágneses elem felhasználásával hozta létre a tömböket.
Alkalmazások
A Halbach-tömböket jelenleg számos rendszerben alkalmazzák, különböző fokú összetettséggel, és számos alkalmazási területük van. A hűtőmágnesekben a Halbach-tömböket az egyik legalapvetőbb módon használják. Ebben az esetben a mágnes tartóereje megnő az egyoldali fluxus jellemzőinek kihasználásával. Az egyszerű reteszelőrendszerek különböző mágneses rudak kombinálásával is készíthetők. A fluxuskorlátozás megfordítható az egyes rudak 90 fokkal történő elforgatásával, ha a rudak mágnesezettsége úgy van beállítva, hogy a mező a sík felett maximális legyen, alatta pedig minimális legyen.
A Maglev vonatpálya, más néven Inductrack, amely mágneses levitációt használ a kocsi megtámasztására, egy kifinomultabb példa a működő Halbach-tömbre. A vonatot egy kis távolságra a sín fölé emelik a mágneses tömbök, amelyek a mágnes súlyának akár 50-szeresét is elbírják. Az eljárás az indukciós elven alapul; amint a tömb egy fém pálya tekercsein mozog, a mágneses tér változásai feszültséget indukálnak a pályán. Amikor a vágány által keltett mágneses tér egy vonalba kerül a Halbach-tömb által keltett mezővel, a taszítás hatására a vonat lebeg, hasonlóan ahhoz, mint amikor a rúdmágnesek két hasonló pólusát próbáljuk összenyomni. A Maglev vonatok nagy sebességű szállítást biztosítanak, mert nem akadályozza őket a hagyományos kerekes vonatokat lelassító súrlódási erők nagy része. Valójában jelenleg a japán SCMaglev vonatrendszer tartja a Guinness-rekordot a leggyorsabb vasúti tranzit tekintetében, miután 2003-ban elérte a 361 mérföld/órás sebességet.
A Halbach-tömböket, más néven Halbach "wiggler"-eket, a legmodernebb tudományos vizsgálatok során alkalmazzák szinkrotronokban és szabad elektronlézerekben (FEL). A FEL-eket sokféle területen alkalmazzák, az orvositól a katonaságig, és nagyon széles és jól hangolható frekvenciatartományuk van. A FEL egyik alapvető része egy Halbach-mozgató, amely a tömb mágneses terét használja fel egy töltött részecskék (jellemzően elektronok) nyalábjának időszakos „mozgatására”. A részecskék gyorsulása a hadonászó hatás részecskeirány-változtatása következtében változik. Külső lézerforrással összekapcsolva nagy intenzitású szinkrotron sugárzást (fotonokat) bocsát ki.
Népszerű tags: mágnes halbach tömb, Kína mágneses halbach tömb gyártók, beszállítók, gyár, Halbach tömb a tollgyártáshoz, A drónok mágneses útmutatási rendszerei, A víz alatti járművek mágneses útmutatási rendszerei, mágneses érzékelő tömbök, Halbach tömb az energiatermeléshez, Mágneses szorító rendszerek szerszámokhoz
