Magnet Halbach Array

Lub Halbach array yog ib qho tshwj xeeb ntawm kev sib hloov-polarity cov hlau nplaum ruaj khov tsim los ua kom cov hlau nplaum ntawm ib sab muaj zog dua li qhov chaw ntawm lwm qhov.

Piv txwv li: Daim teb hauv qab no yog qis dua daim teb saum toj no.

1. Lub zog loj ceev

Halbach hlau nplaum tsim lub cev muaj zog txo qis lub cev muaj zog thaum txhim kho lub cev muaj zog ceev thaum piv rau cov qauv hlau nplaum ruaj khov lub cev muaj zog. Qhov no yog vim lub fact tias thaum lub Halbach magnetic nplhaib disassembled, lub parallel magnetic teb thiab lub radial magnetic teb overlapped, considerably txhawb lub zog ntawm lub magnetic teb nyob rau hauv opposite sab.

2. Lub halbach array hlau nplaum rotor tsis xav tau chute.

Vim lub inescapable hav zoov ntawm cov huab cua sib nqus sib nqus teb harmonics, lub rotor ruaj khov qauv ntawm cov pa mus tas li hlau nplaum lub cev muaj zog feem ntau siv lub chute los txo nws cov kev cuam tshuam. Vim lub siab sib nqus magnetic teb sine faib thiab cov ntsiab lus tsis sib haum xeeb ntawm Halbach lub cev muaj zog, stator tsis muaj chute.

3. Cov khoom siv uas tsis yog-core tuaj yeem siv los ua cov rotor no.

Txij li thaum tsis muaj qhov yuav tsum tau ua rau lub rotor los muab txoj hauv kev rau cov khoom sib nqus, qhov sib nqus sib nqus unilateral tis tsim los ntawm kev tiv thaiv tus kheej ntawm Halbach hlau nplaum tso cai rau lub cev kom muaj lub sijhawm qis ntawm inertia thiab kev ua haujlwm zoo.

4. Kev siv cov hlau nplaum ruaj khov yog siab.

Nws txhim kho kev siv cov hlau nplaum tas mus li raws li Halbach hlau nplaum tau muab faib ua cov khoom siv hlau nplaum, ua rau nws cov hlau nplaum ruaj khov ua haujlwm siab dua uas feem ntau ntau dua 0.9.

1. Lub tog raj kheej Halbach Array

Traditional Halbach Array yog lub tog raj kheej / lub nplhaib nrog lub dipole (2 ncej) qauv nyob rau hauv nruab nrab huab cua sib txawv. Nyob rau hauv lub nplhaib, lub magnetic teb muaj zog thiab homogeneous (kab kab sib txuas kab) hla tag nrho lub hauv paus qhov.

NdFeB Halbach Array nplhaib yog tsim los ntawm 8 hlau nplaum (txhua qhov sib txawv ntawm cov hlau nplaum sib txawv thiab teeb tsa hauv 45 degree arc ntu). Txhua ntu ntawm lub arc yog magnetized nyob rau hauv xws li ib txoj kev uas lub magnetic teb mus los ntawm lub hauv paus huab cua sib txawv ua ntej yuav 'qhia' los ntawm thiab ib ncig ntawm cov khoom siv hlau nplaum.

Peb muab ob tug ncej, 110mm-inch NdFeB Halbach array nrog ib tug 30-mm-inch central qhov. Nws axial ntev yog 40mm. Nws ntiav cov pa NdFeB (Neodymium Iron Boron) nrog kev pom zoo ua haujlwm kub ntawm ntxiv rau 80 degree. Ntawm chav tsev kub, qhov chaw nyob nruab nrab ntawm qhov sib txawv ntawm huab cua yog tsawg kawg yog 10,000 Gauss/ib Tesla. Lub tes tsho tiv thaiv sab nrauv yog ua los ntawm tooj dag.

Peb kuj tuaj yeem muab SmCo hom. 16 hlau nplaum (22.5 degree arc ntu, txhua qhov muaj qhov tshwj xeeb magnetization orientation) ua rau SmCo Halbach Array nplhaib. Txhua ntu ntawm lub arc yog magnetized nyob rau hauv xws li ib txoj kev uas lub magnetic teb mus los ntawm lub hauv paus huab cua sib txawv ua ntej yuav coj mus rau hauv thiab ib ncig ntawm cov khoom siv hlau nplaum. Cov array tshwj xeeb no yog qhov tshwj xeeb vim nws tau kaw tag nrho thiab ntiav cov nplaum nplaum kom ua haujlwm ntawm -269 degrees Celsius rau cov kua helium.

2. Thaiv Halbach Array

Cov hlau nplaum sib nqus ua ke saum lub dav hlau ntawm cov qauv sib xyaw thaum strips ntawm alternatingly magnetized ferromagnetic cov ntaub ntawv (cov ntaub ntawv uas yuav ua tau magnetized mus tas li) yog tov, thaum lub magnetic teb nyob rau hauv qab cov qauv yog nyob rau hauv kev tawm tsam thiab tshem tawm. Cov khoom sib nqus sib nqus yog qhov tseeb 90 degree tawm ntawm theem, lossis p / 2.

Qhov xwm txheej zoo tshaj plaws, raws li tau hais los saum toj no, yuav ua rau tsis muaj qhov chaw hauv qab ntawm lub dav hlau thiab ib thaj chaw saum lub dav hlau uas yog ob zaug loj npaum li nws yuav yog tias cov qauv sib nqus sib nqus. Txawm li cas los xij, hauv kev xyaum, tsuas yog ib qho chaw me me nkaus xwb yog tsim nyob rau hauv qab thiab qhov zoo tshaj plaws yam tsis tau pom. Cov array loj tuaj yeem tsim los ntawm kev txuas ntxiv cov qauv no mus ib txhis.

John C. Mallinson tau ua qhov kev tshawb pom thawj zaug ntawm cov "ib-sab flux" tsim nyob rau xyoo 1973, piav qhia lawv tias yog "kev xav paub" nrog lub peev xwm los txhawb kev sib nqus daim kab xev kaw lus. Tab sis nws tsis yog txog thaum xyoo 1980s thaum Berkley physicist Klaus Halbach ntawm nws tus kheej pom qhov tshwm sim sib nqus thiab tsim Halbach arrays rau siv nyob rau hauv particle accelerators uas lawv muaj peev xwm muaj tseeb tau tshwm sim. Halbach tsim cov arrays siv ferromagnetic element cobalt.

Halbach arrays tam sim no tau ua haujlwm nyob rau hauv ntau lub tshuab nrog ntau qib ntawm kev nyuaj thiab muaj ntau daim ntawv thov. Hauv cov hlau nplaum tub yees, Halbach arrays yog siv rau hauv ib txoj hauv kev yooj yim tshaj plaws. Hauv qhov piv txwv no, cov hlau nplaum tuav lub zog yog nce los ntawm kev siv cov yam ntxwv ntawm ib sab. Yooj yim xauv tshuab kuj tseem tuaj yeem ua los ntawm kev sib txuas sib txawv ntawm cov hlau nplaum sib nqus. Lub flux confinement tuaj yeem thim rov qab los ntawm kev tig txhua tus pas nrig 90 degrees yog tias qhov sib nqus ntawm cov pas nrig tau hloov kho kom lub tshav dav hlau loj tshaj plaws saum lub dav hlau thiab txo qis hauv qab nws.

Lub tsheb ciav hlau Maglev, tseem hu ua Inductrack, uas siv cov hlau nplaum sib nqus los txhawb nqa lub tsheb, yog ib qho piv txwv zoo dua ntawm Halbach array hauv kev ua haujlwm. Lub tsheb ciav hlau tau tsa ib qho luv luv saum toj ntawm txoj kev los ntawm cov hlau nplaum sib nqus, uas tuaj yeem txhawb nqa qhov hnyav txog li 50 npaug ntawm cov hlau nplaum. Cov txheej txheem yog raws li txoj cai induction; Raws li cov array raug txav mus los ntawm cov coils ntawm cov hlau nplaum, cov kev hloov pauv hauv cov hlau nplaum ua rau muaj qhov hluav taws xob raug ntxias hauv txoj kev khiav. Thaum cov hlau nplaum tsim los ntawm txoj kev sib haum nrog cov teb uas tsim los ntawm Halbach array, repulsion ua rau lub tsheb ciav hlau levitate, zoo li thaum koj sim thawb ob zoo li ncej ntawm bar hlau nplaum ua ke. Cov tsheb ciav hlau Maglev muaj peev xwm muab kev thauj mus los ceev vim tias lawv tsis muaj kev cuam tshuam los ntawm ntau qhov kev sib txhuam uas ua rau cov tsheb ciav hlau tsis zoo. Qhov tseeb, Japanese SCMaglev tsheb ciav hlau tam sim no tuav Guinness World Record rau txoj kev tsheb ciav hlau ceev tshaj plaws tom qab ncav cuag 361 mph hauv 2003.

Halbach arrays, tseem hu ua Halbach "wigglers," yog ua haujlwm hauv kev tshawb fawb txog kev tshawb fawb hauv synchrotrons thiab dawb electron lasers (FELs). FELs tau ua hauj lwm nyob rau hauv ntau yam teb, los ntawm kev kho mob mus rau tub rog, thiab muaj ib tug dav dav thiab heev tunable ntau zaus. Ib qho ntawm qhov tseem ceeb ntawm FEL yog Halbach wiggler, uas siv cov hlau nplaum ntawm cov array rau ib ntus 'wiggle' ib kab ntawm cov khoom them (feem ntau electrons). Cov particles 'acceleration hloov raws li qhov tshwm sim ntawm cov nyhuv wiggling hloov nyob rau hauv particle kev taw qhia. Thaum ua ke nrog lwm qhov chaw laser, qhov no ua rau emission ntawm high siv synchrotron hluav taws xob (photons).

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