Aimant réseau Halbach en néodyme

Utilisant des aimants permanents organisés selon un changement d'orientation de 90° entre les éléments magnétiques, un réseau de Halbach est le plus souvent utilisé dans des applications industrielles pour créer un champ magnétique qui augmente la force magnétique appliquée. Les réseaux Halbach plats et circulaires génèrent des champs magnétiques comparables à ceux produits par des solénoïdes motorisés (électro-aimants), mais sans l'encombrement, le coût ou l'entretien supplémentaires. Un réseau Halbach circulaire concentre le champ magnétique sur le diamètre intérieur ou extérieur, tandis qu'un réseau Halbach plan limite le champ magnétique à un bord du réseau. Bien que les "aimants de flambage" forment un angle de 45° entre les aimants au lieu de 90°, il existe également d'autres variantes, que l'on peut qualifier de réseaux de Halbach "non traditionnels".

La géométrie la plus élémentaire des réseaux circulaires de Halbach est une collection d'aimants en forme de coin avec différentes orientations magnétiques centrées autour d'un axe commun.

Arrangement hexapolaire de Halbach
Un cylindre de Halbach déroulé peut être comparé à des réseaux de Halbach planaires. Cette variante produit un champ magnétique très puissant sur une face fonctionnelle, bien qu'elle ne produise pas toujours un champ uniforme.

Arrangement planaire de Halbach

GAMME D'APPLICATIONS HALBACH
Les applications standard des réseaux planaires de Halbach sont les suivantes :

Fixation de l'attente
Applications des accouplements linéaires
Sur le cycle OD, les réseaux circulaires de Halbach sont employés dans.. :

Rotors de moteurs à courant continu sans balais
Rotors à accouplement magnétique
Rotors de production d'énergie
Au cours du cycle d'identification, les réseaux circulaires de Halbach sont utilisés pour.. :

limiter le plasma
Accélérer, organiser et diriger les ions chargés en mouvement.
introduire des ondes
Cylindre Halbach
RÉFLEXIONS SUR LA CONCEPTION DE L'ARRAY D'HALBACHER
Déficit pratique

Pour une disposition plane, entre la pièce à usiner et le réseau d'aimants
Dans un cylindre de Halbach Nombre
Réglage du fonctionnement entre un rotor Halbach et un stator

Vitesses de rotation et température
fluides et gaz
Régions de démagnétisation extérieure

Ceci est particulièrement important dans les réseaux de Halbach utilisés pour les rotors.
Coût

Nécessaire pour servir pour l'éternité

Quantité d'espace ou de capacité que l'arrangement peut avoir

Taille de l'assemblage du tableau

Les réseaux Halbach reposent sur une collection d'aimants qui s'attirent et s'opposent naturellement les uns aux autres. La taille du réseau rend sa construction plus difficile.

AVANTAGES DU RÉSEAU HALBACHER
Le champ très puissant d'un réseau de type Halbach par rapport à d'autres réseaux utilisant la même quantité d'alliage magnétique est sans aucun doute son principal avantage. La conception améliore fondamentalement l'efficacité du circuit magnétique.

Il n'y a qu'une seule surface fonctionnelle, ou "face de travail", du fait de la construction. Le champ magnétique est concentré sur l'unique face fonctionnelle, où il est très puissant, et il est presque totalement absent sur l'autre face. En fait, la face fonctionnelle reçoit le champ magnétique qui se trouverait normalement sur la face non fonctionnelle. Les réseaux de type circulaire et planaire correspondent tous deux à cette description.

AVANTAGES DES ARRAYS DE HALBACH Le principal inconvénient de la forme de l'array de Halbach est qu'il est difficile de le placer.

par rapport à d'autres options possibles, ce qui se traduit par des coûts de fabrication éventuellement plus élevés. Ce phénomène est dû au fait que l'ensemble des composants magnétiques du réseau de Halbach résistent les uns aux autres. Cela peut entraîner un certain nombre de problèmes liés à l'assemblage, tels que la nécessité de joindre les aimants magnétisés, de faire face aux pressions lors de l'assemblage et de s'assurer que l'assemblage "tient ensemble" lorsqu'il est utilisé.

Les réseaux Halbach peuvent également rencontrer des problèmes dans des situations de forte chaleur parce que les composants du réseau appliquent un champ de démagnétisation les uns aux autres. Un aimant est plus enclin à se démagnétiser lorsque la température de travail augmente, et la démagnétisation des aimants voisins est aggravée.

CONCLUSION
Toutes les applications ne se prêtent pas à l'utilisation d'un réseau Halbach. L'antenne Halbach a été décrite, mais avant d'adopter un réseau Halbach, il est essentiel de prendre en compte la difficulté de la planification et de la fabrication. La conception d'un réseau Halbach offre de nombreuses possibilités d'accroître l'efficacité, mais cela coûte de l'argent. Pour vos applications de réseaux de Halbach, il est essentiel de travailler avec une société d'ingénierie magnétique expérimentée pour trouver la meilleure réponse. Pour savoir si un réseau de Halbach peut améliorer votre application magnétique et pour obtenir de l'aide sur l'application d'aimants pour toutes les conceptions de réseau, contactez Dura Magnetics.

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Comment fonctionnent les groupes Halbach ? Pourquoi en utiliser un ? Dans cet article, nous nous concentrons sur quelques méthodes fascinantes de fabrication et d'application de ces combinaisons d'aimants inhabituelles.

Un réseau Halbach, c'est quoi ?

Sur l'image de gauche, le pôle nord d'un aimant solitaire est toujours orienté vers le haut. Le haut et le bas de l'aimant présentent des champs de même intensité, comme le montre le spectre des couleurs. Le réseau de Halbach, en revanche, présente un champ très puissant en haut et un champ faible en bas.
Une configuration unique d'aimants permanents, appelée réseau Halbach, crée un champ magnétique sur un bord de l'appareil.

le champ du côté opposé est presque nul, ce qui renforce la matrice. Par rapport au champ magnétique créé par un aimant solitaire, ce phénomène est très net. Un aimant unique crée un champ magnétique de même puissance des deux côtés, comme le montre l'illustration de droite.

Ici, l'aimant solitaire est représenté sous la forme d'un arrangement de 5 cubes, semblable au réseau de Halbach, mais dont les pôles nord sont tous orientés vers le haut. Les propriétés magnétiques sont les mêmes que celles d'un aimant linéaire solitaire.

John C. Mallinson a remarqué cet effet pour la première fois en 1973, et il a d'abord considéré ces formations de "flux unilatéral" comme une bizarrerie (lien vers l'article de l'IEEE). Le réseau de Halbach a été développé séparément par le scientifique Klaus Halbach dans les années 1980 pour concentrer les faisceaux de particules, les électrons et les lasers.

Pourquoi voudriez-vous en avoir un ? Où sont-ils utilisés dans la pratique ?
Citation de Wikipédia Les distributions de flux unilatérales ont un nombre remarquable d'utilisations, depuis l'aimant de réfrigérateur jusqu'aux applications industrielles telles que le moteur sans balai et le couplage magnétique, malgré leur apparence abstraite. Elles ont été créées à l'origine par Klaus Halbach pour être utilisées comme aimants de déviation dans les accélérateurs de particules et les lasers à électrons libres.

Les réseaux Halbach sont également un élément essentiel du système de train maglev Inductrack. Dans ce système, une fois que le train a atteint sa vitesse maximale, les réseaux Halbach repoussent les bobines de fil qui constituent la voie, élevant ainsi le train.

Créez une collection droite de Halbach à titre d'illustration.

Nous montrons ici comment construire un réseau linéaire de Halbach en utilisant les aimants de nos séries B888-2PA-N52 et B888-2PE-N52. Ces aimants ont une forme carrée de 12″.

Une longue tige filetée peut être insérée dans le trou central pour les maintenir ensemble. Par rapport à un aimant B888 standard, ils sont beaucoup plus simples à assembler.

L'ouverture dans les aimants -2PA- est située parallèlement à l'axe de polarisation. Sur les faces où il y a une cavité, les pôles nord et sud sont situés. L'ouverture dans les aimants -2PE- est orientée perpendiculairement à l'axe de magnétisation. Sur les faces opposées sans trous, les pôles nord et sud sont situés.

L'assemblage d'un seul réseau de 5 aimants est illustré dans le film ci-dessous.

Les réseaux de Halbach sont une disposition précise d'aimants permanents qui oriente le champ magnétique dans une région tout en l'annulant à un niveau proche de zéro dans l'autre. Nous pouvons créer des réseaux de Halbach et des assemblages de Halbach sur commande, mais nous avons les assemblages suivants en stock.

Un réseau Halbach est généralement utilisé dans les applications industrielles pour générer un champ magnétique en disposant des aimants permanents selon un changement d'orientation de 90° entre les composants magnétiques, ce qui amplifie la force magnétique délivrée. Les réseaux de Halbach, qu'ils soient plans ou circulaires, fournissent un champ magnétique comparable à celui produit par un solénoïde entraîné (électro-aimant), mais sans la taille, le coût et l'entretien supplémentaires. Un champ magnétique est contenu sur un côté d'un réseau Halbach plan, tandis qu'un champ magnétique est concentré sur le diamètre intérieur ou extérieur d'un réseau Halbach circulaire. Il existe d'autres itérations, et bien que les "aimants de flambage" produisent un angle de 45° entre les aimants plutôt qu'un angle de 90°, on peut les qualifier de réseaux de Halbach "non traditionnels".

La conception la plus élémentaire des réseaux circulaires de Halbach est un réseau d'aimants en forme de coin avec des orientations magnétiques variables autour d'un axe commun.