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n52 磁铁 Heilbeck 磁铁阵列

海尔贝克磁体阵列是一种磁体结构,1979年美国学者Klaus Halbach在做电子加速实验时发现了这种特殊的永磁体结构并逐渐改进,最终形成了所谓的“Halbach”磁体,它是工程上的近似理想的磁体。结构,它采用特殊排列的磁体单元来增强单位方向的磁场强度,目标是使用最少数量的磁体产生最强的磁场。

Hellebeck 阵列由 N52 磁体材料组成。通过将不同磁化方向的永磁体按照一定的规律排列,可以使磁体一侧的磁力线会聚,而另一侧的磁力线减弱,从而获得较为理想的磁力线。这在工程上具有重要意义,海尔-别克阵列因其优异的磁场分布特性而广泛应用于核磁共振、磁悬浮、永磁特种电机等工业领域。

海尔贝克磁铁

左边是一块磁铁,北极一直向上,磁场的强度可以从磁铁底部和顶部的颜色看出。右侧是海尔贝克阵列,磁体顶部的磁场较高,底部的磁场相对较弱。 (同体积的海尔贝克阵列磁体组的强侧表面磁场强度约为常规单磁体的1.4倍,特别是当磁体在充磁方向的厚度在4 和 16 毫米。)


海尔贝克阵列的形式和应用

1.线阵

线性是Halbach阵列组成的最基本形式,这种类型的阵列磁体可以看作是径向阵列和切向阵列的组合,如下图所示。

磁体阵列


2.圆形阵列

圆形 Halbach 阵列可以视为线性 Halbach 阵列的组合,这些线性 Halbach 阵列首尾相连形成圆形。

N52磁铁

在永磁电机中,采用Halbach阵列结构的永磁电机比传统永磁电机的气隙磁场更接近正弦分布,并且在相同数量的永磁材料下,Halbach永磁电机具有更高的磁密度和更低的铁芯损失。此外,Halbach圆形阵列还广泛应用于永磁轴承、磁制冷设备和磁共振设备。


海尔贝克阵列的制作及生产方法

方法一:根据阵列的拓扑结构,使用磁力胶将预磁化的磁体段粘合在一起,由于磁体段之间存在很强的相互排斥力,因此使用模具将其夹紧。这种方法效率较低,但更容易实现,更适合实验室研究。


海尔贝克磁铁


方法二:海尔贝克磁体的磁场分布是通过利用特定形状的绕组阵列来实现的,如下所示。

磁体阵列


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