海爾貝克陣列

1、 海爾貝克陣列海爾貝克陣列（halbach array）是一種磁體結(jié)構(gòu)，是工程上的近似理想結(jié)構(gòu)，目標(biāo)是用最少量的磁體產(chǎn)生最強(qiáng)的磁場(chǎng)。1979 年，美國學(xué)者 klaus halbach 做電子加速實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)了這種特殊的永磁鐵結(jié)構(gòu)，并逐步完善這種結(jié)構(gòu)，最終形成了所謂的“halbach”磁鐵。中文名:海爾貝克陣列外文名:halbach array屬 于:一種磁體結(jié)構(gòu)目 標(biāo):用最少量的磁體產(chǎn)生最強(qiáng)的磁場(chǎng)目錄1 halbach array2 halbach 磁環(huán) 功率密度大 定轉(zhuǎn)子不再需要斜槽 轉(zhuǎn)子可采用非鐵心材料 永久磁鐵利用率高 可使用集中式繞組halbach 磁體結(jié)構(gòu)是工程上理想結(jié)構(gòu)的近似，目標(biāo)

2、是用最少量的利用特殊的磁體單元的排列，增強(qiáng)單位方向上的場(chǎng)強(qiáng)。對(duì)于工程上有極為重要意義。當(dāng)然具體運(yùn)用極為復(fù)雜，在此不做涉及在 1973 年，美國學(xué)者 mallianson 在對(duì)永久磁鐵結(jié)構(gòu)進(jìn)行拼裝實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)了一種奇特的永磁鐵結(jié)構(gòu)，并把它稱為magneticcuriosity。他當(dāng)時(shí)并沒有察覺到這種結(jié)構(gòu)的應(yīng)用價(jià)值。1979 年，美國學(xué)者 klaus halbach 再利用各種永磁鐵結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的磁場(chǎng)做電子加速實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)了這種特殊的永磁鐵結(jié)構(gòu)，并逐步完善這種結(jié)構(gòu)，最終形成了所謂的“halbach”磁鐵。halbach 磁環(huán)是將磁鐵徑向式與平行式排列結(jié)合在一起，如果忽略 端部效應(yīng)，并把周圍的導(dǎo)磁材料的導(dǎo)

3、磁率看作無窮大，那么上述永磁體結(jié)構(gòu)最終形成單邊磁場(chǎng)（one-sided field），這就是 halbach 一個(gè)顯著的特點(diǎn)。這一特點(diǎn)表示 halbach 磁鐵在線性電機(jī)中有很好的應(yīng)用價(jià)值。相對(duì)于傳統(tǒng)電機(jī)，halbach 電機(jī)有下列幾種優(yōu)越性8-11：功率密度大相對(duì)于傳統(tǒng)永磁電機(jī)架構(gòu)，由于 halbach 磁環(huán)分解后的平行磁場(chǎng)與徑向磁場(chǎng)的相互迭加使得另一側(cè)的磁場(chǎng)強(qiáng)度大幅度提升，這樣可有效地減小電機(jī)的體積，提升電機(jī)的功率密度。定轉(zhuǎn)子不再需要斜槽在傳統(tǒng)永磁電機(jī)中，由于氣隙磁場(chǎng)不可避免的存在諧波，一般在定轉(zhuǎn)子架構(gòu)上采取斜槽削弱其影響。在 halbach 電機(jī)中，由于氣隙磁場(chǎng)正弦分布程度較高，諧波含量小，故定轉(zhuǎn)子無需斜槽。轉(zhuǎn)子可采用非鐵心材料由于 halbach 磁鐵自屏蔽效應(yīng)產(chǎn)生的單邊磁場(chǎng)分布不再需要轉(zhuǎn)子采用磁性材料為其提供通路，這樣不僅為轉(zhuǎn)子選材料提供了較大的 選擇空間，而且可以使系統(tǒng)有較低的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和較好的快速附應(yīng)性能。永久磁鐵利用率高由于 halbach 磁鐵分向磁化的結(jié)果，導(dǎo)致其永久磁鐵工作點(diǎn)較高，一般均超過 0.9，提升了永久磁鐵的利用率?？墒褂眉惺嚼@組傳統(tǒng)永磁電機(jī)中往往采用分布式繞組來削弱諧波磁動(dòng)勢(shì)的影響。在 halbach 電機(jī)中由于其磁場(chǎng)正弦分布程度較高，諧波磁場(chǎng)影響較小，故可采用集中式繞組。采用 halbach 電機(jī)磁鐵排列