Das Konzept des Haier Beck-Arrays
Dieses Array besteht vollständig aus Seltenerd-Permanentmagneten. Durch die Anordnung von Permanentmagneten mit unterschiedlicher Magnetisierungsrichtung nach einer bestimmten Regel können die magnetischen Feldlinien auf der einen Seite des Magneten konvergieren und auf der anderen Seite abgeschwächt werden, wodurch ein relativ ideales einseitiges Magnetfeld entsteht. Dies ist von großer Bedeutung für die Technik, da das Haier Buick-Array aufgrund seiner hervorragenden Magnetfeldverteilungseigenschaften häufig in industriellen Bereichen wie der Kernspinresonanz, der Magnetschwebetechnik und Permanentmagnet-Spezialmotoren eingesetzt wird.
Links ist ein einzelner Magnet, bei dem alle Nordpole nach oben zeigen. Die Farbe zeigt an, dass die Stärke des Magnetfelds sich an der Unter- und Oberseite des Magneten befindet. Rechts ist ein Halbeck-Array, bei dem das Magnetfeld an der Oberseite des Magneten relativ stark und an der Unterseite relativ schwach ist. Die magnetische Feldstärke der starken Seitenoberfläche der Haier-Beck-Array-Magnetgruppe beträgt bei gleichem Volumen etwa das √2-Fache (d. h. das 1,4-Fache) der eines herkömmlichen Einzelmagneten, insbesondere wenn die Dicke der Magnetisierungsrichtung 4 bis 16 mm beträgt. Das bekannteste Beispiel für ein Haier-Beck-Array sind flexible Kühlschrankaufkleber. Diese dünnen und weichen Magnete werden normalerweise auf Kühlschränke oder Autorückwände gedruckt und darauf geklebt. Obwohl ihr Magnetismus im Vergleich zu Neodym-Eisen-Bor relativ schwach ist (nur 2–3 % Stärke), werden sie aufgrund ihres niedrigen Preises und ihrer praktischen Anwendbarkeit häufig verwendet.
lineare Anordnung
Lineare Halbach-Arrays sind die einfachste Form der Halbach-Array-Zusammensetzung. Dieser Array-Magnet kann als Kombination aus radialen und tangentialen Arrays betrachtet werden. Lineare Halbach-Arrays werden derzeit hauptsächlich in Linearmotoren verwendet. Das Aufhängungsprinzip von Magnetschwebebahnen basiert auf der Wechselwirkung zwischen dem sich bewegenden Magneten und dem durch den im Leiter induzierten Strom erzeugten Magnetfeld, wodurch eine von magnetischem Widerstand begleitete Aufhängungskraft erzeugt wird. Die Verbesserung des Verhältnisses zwischen Auftrieb und Widerstand ist der Schlüssel zur Leistungssteigerung des Aufhängungssystems. Dafür muss der Bordmagnet leicht, magnetfeldstark und -gleichmäßig sowie äußerst zuverlässig sein. Das Halbach-Array ist horizontal in der Mitte der Fahrzeugkarosserie installiert. Es interagiert mit der Wicklung in der Schienenmitte, um Antriebskraft zu erzeugen. Dadurch wird ein maximales Magnetfeld bei geringerem Magneteinsatz erreicht, während die andere Seite ein schwächeres Magnetfeld aufweist, sodass die Fahrgäste nicht starken Magnetfeldern ausgesetzt sind.
Polares Array
Das kreisförmige Halbach-Array kann als eine Kombination gerader Halbach-Arrays betrachtet werden, die Ende an Ende verbunden sind und so eine kreisförmige Ringform bilden.
Permanentmagnetmotoren mit Halbach-Array-Strukturen weisen im Vergleich zu herkömmlichen Permanentmagnetmotoren ein sinusförmigeres Luftspaltmagnetfeld auf. Bei gleicher Materialmenge weisen Halbach-Permanentmagnetmotoren eine höhere magnetische Luftspaltdichte und geringere Eisenverluste auf. Darüber hinaus werden Halbach-Ring-Arrays häufig in Permanentmagnetlagern, magnetischen Kühlgeräten und Magnetresonanzgeräten eingesetzt. Die Produktion und das Herstellungsverfahren von Haier Beck-Arrays
Methode 1: Je nach Topologie des Arrays werden die vormagnetisierten Magnetsegmente mit Magnetkleber miteinander verbunden. Aufgrund der starken gegenseitigen Abstoßung der einzelnen Magnetsegmente sollte während des Verbindens eine Form zum Klemmen verwendet werden. Diese Methode ist zwar weniger effizient in der Herstellung, aber einfacher umzusetzen und eignet sich besser für die Laborforschung.
Methode 2: Zunächst wird ein kompletter Magnet im Füll- oder Pressverfahren hergestellt und anschließend in einer speziell entwickelten Vorrichtung magnetisiert. Die mit dieser Methode hergestellte Array-Struktur ähnelt der in der folgenden Abbildung dargestellten. Diese Methode zeichnet sich durch eine hohe Verarbeitungseffizienz aus und ermöglicht eine relativ einfache Massenproduktion. Sie erfordert jedoch eine spezielle Konstruktion der Magnetisierungsvorrichtungen und die Entwicklung von Magnetisierungsprozessen.