Halbachin magneettinen kokoonpano
Halbach-magneettikokoonpano on kestomagneettien erityinen kokoonpano , jolle on tunnusomaista, että magneettikenttä toiselta puolelta puuttuu lähes kokonaan kokoonpanoelementtien erityisjärjestelyn vuoksi. [yksi]
Kuvattu vaikutus toistetaan toistamalla magneettisten elementtien sarja magnetointivektorilla (etupinnalla) vasemmalle, ylös, oikealle, alas, vasemmalle.
Mallinson havaitsi vaikutuksen vuonna 1973, ja hän kutsui sitä hämmästyttäväksi , mikä ei kuitenkaan estänyt häntä tunnistamasta siinä tapaa, jolla voitaisiin mahdollisesti parantaa magneettinauhanauhoituksen ominaisuuksia . [2]
1980-luvulla Klaus Halbach , tuolloin National Laboratoryn fyysikko. Lawrence kehitti magneettisen kokoonpanon, joka nimettiin myöhemmin hänen mukaansa ja joka oli suunniteltu kiihdytin elektronisäteen voimakkaaseen säteilyyn . [3]
Yksiulotteiset Halbach-kokoonpanot
Magnetisointi
Magneettikentän jakautuminen voidaan esittää Mallinsonin piirustuksilla. Piirustuksissa on esitetty magneettikenttä, jonka aiheuttaa ferromagneettisen materiaalin pintaliuska, jossa on muuttuva magnetointivektori y-koordinaattia pitkin (ylempi vasen piirros) ja x-koordinaattia pitkin (oikea yläkuva). Huomaa, että molempien piirustusten ylemmän puolitason kentällä on sama suunta, kun taas alemmassa puolitasossa se on vastakkainen. Kahden rakenteen magneettikenttien päällekkäisyyden tuloksena saadaan rakenne, jonka magneettikenttä on esitetty alemmassa kuvassa:
Kokoonpanon päätarkoitus on, että magneettivuon kompensointi kokoonpanon pohjalta johtaa sen vahvistumiseen ylhäältä. Periaatteessa mikä tahansa kokoonpano, jossa komponentit magnetoidaan vaihekierrolla , johtaa magneettivuon kasvuun kokoonpanon toisella puolella. Matemaattisia muunnoksia, joissa kaikkien komponenttien vaihesiirtymä suhteessa toisiinsa on, kutsutaan Hilbert-muunnokseksi . Komponenttien magnetointivektorin tulisi siis muodostaa pareja Hilbert-muunnoksessa (yksinkertaisin tapaus on funktiot , kuten yllä olevasta kuvasta näkyy).
Yksisuuntaisella magneettivuolla on kaksi pääetua:
- Kokoonpanon yläosassa magneettivuo on kaksi kertaa voimakkaampi (ihanteellisessa tapauksessa);
- Magneettikokoonpanon pohjassa ei ole magneettivuoa (jälleen ihannetapauksessa, olettaen äärettömän pituisen kokoonpanon), ja tämä yksinkertaistaa suuresti järjestelmien kehittämistä.
Magneettinen Halbach-kokoonpano voidaan helposti "purkaa" Halbach-sylinteriksi.
Äärettömän pitkän kokoonpanon päällä oleva kenttä voidaan kirjoittaa muodon funktiona: [4]
,
missä
on muodon kenttäfunktio on kentän amplitudi kokoonpanon pinnalla - spatiaalinen taajuus
Halbach-sylinteri
Halbach-pallo
Muistiinpanot
- ↑ Halbach, 1980 .
- ↑ Mallinson, 1973 .
- ↑ "Magneettisesti leijuva juna lähtee lentoon" . Käyttöpäivä: 23. tammikuuta 2009. Arkistoitu alkuperäisestä 7. heinäkuuta 2009.
- ↑ アーカイブされたコピー. Haettu 31. elokuuta 2008. Arkistoitu alkuperäisestä 4. kesäkuuta 2011.
Kirjallisuus
- Mallinson J. C. Yksipuoliset vuot -- Magneettinen uteliaisuus? (englanti) // IEEE Trans. Magn. - IEEE Magnetics Society , 1973. - Voi. 9, Iss. 4. - P. 678-682. — ISSN 0018-9464 ; 1941-0069 - doi:10.1109/TMAG.1973.1067714
- Halbach K. Pysyvien moninapamagneettien suunnittelu orientoidulla harvinaisen maametallin kobolttimateriaalilla (englanniksi) // Ydininstrumentit ja menetelmät - Elsevier BV , 1980. - Voi. 169, Iss. 1. - s. 1-10. — ISSN 0029-554X ; 1878-3759 - doi:10.1016/0029-554X(80)90094-4
- Zhu Z. , Howe D. Halbach kestomagneettikoneet ja -sovellukset: katsaus // IET Electric Power Applications - UK : IET , 2001. - Voi. 148, Iss. 4. - s. 299-308. — ISSN 1751-8660 ; 1751-8679 ; 1350-2352 ; 1359-7043 - doi:10.1049/IP-EPA:20010479