摘要：介绍了永磁体的一种新型径向和切向混合排列方式（ Ｈａｌｂａｃｈ 阵列），在永磁电机设计中可用以增加气隙磁通和削弱转子轭部磁通。

摘要：针对轮式永磁吸附爬壁机器人吸附效率较低的问题,设计了一种基于halbach阵列的新型弧形永磁吸附模块,研究其吸附特性并进行优化。运用ANSYS Maxwell软件对新型吸附模块进行有限元仿真分析,研究halbach弧形永磁体阵列在聚磁一侧的磁感线分布规律;为了减少弱磁侧的磁感线泄漏,在传统的halbach永磁阵列基础上,在弱磁侧增加了轭铁装置;通过对弧形磁体阵列的角度、宽度、厚度及轭铁的厚度对吸附力的影响的研究,采用控制变量法并利用ANSYS Maxwell对新型弧形永磁吸附模块的关键结构尺寸进行优化,设计了永磁吸附模块的最优尺寸。结果表明,经过优化后的吸附单元的总体质量降低,但单位质量吸附力增大,磁能利用率大幅度提高,为轮式爬壁机器人的优化设计提供依据。

摘要：随着核磁共振技术(NMR)的不断发展,其应用范围越来越广泛,涉及复合绝缘子老化检测、石油勘测、医疗诊断等领域。在核磁共振技术中,建立高磁感应强度和高均匀度的静态磁场对于提高检测信号信噪比具有重要的作用。目前,采用永磁体建立静态磁场是常用的方法,但是高磁感应强度的永磁体体积较大,应用场景受到了极大限制。为了让核磁共振技术进一步扩大运用领域,一款使用更便捷、性能更优良的永磁体就必不可少。为此研究了一种通过halbach阵列构成的永磁体,其磁感应强度可达到1.2 T,磁场均匀度在10 ppm以内,占用空间较小且易携带,为核磁共振技术运用到更多领域提供了前期准备。

摘要：为改善传统减压阀中机械弹簧应力松弛和疲劳断裂等问题,提出一种基于halbach阵列磁弹簧的直动式减压阀。利用Maxwell对halbach阵列磁弹簧进行磁力仿真,设计出满足减压阀性能要求且铁磁耗材较低的halbach阵列。利用AMESim软件仿真分析静态压力-流量特性与动态阶跃响应特性对halbach阵列磁弹簧减压阀与机械弹簧直动式减压阀的影响规律。结果表明:相较于同规格机械弹簧直动式减压阀,halbach阵列磁弹簧减压阀压力-流量曲线更平缓,即入口流量相同的情况下,磁弹簧减压阀压力损失更小,稳压精度更高;当进出口压差为2.5 MPa时,响应速度接近,当进出口压差提升至4.5 MPa时,halbach阵列磁弹簧减压阀压力脉冲较小,即超调量较小,响应速度略有提高。

摘要：船舶除漆爬壁机器人通过永磁吸附装置吸附于船舶钢板壁面,为了确保爬壁机器人可靠的吸附于船舶钢板壁面,设计了基于传统型和halbach阵列的两种永磁吸附装置,对两种永磁吸附装置的磁场进行了有限元分析,得到磁感应强度、磁场强度的分布规律,以及不同影响因素下吸附力的变化规律等,验证了基于halbach阵列永磁吸附装置设计的合理性。

摘要：针对传统斥力型磁悬浮系统永磁部分磁密利用率低、悬浮高度不高、悬浮力小等问题,引入halbach永磁阵列,对传统模型进行改进,其主要思想是在不改变模型材料与尺寸的前提下,将传统模型底部主磁环设计为halbach阵列,利用halbach阵列单边磁场的特点,提高底部主磁环的磁场利用率。分析结果表明,halbach斥力型磁悬浮模型的磁场分布强度比传统模型大将近2倍;对于相同的悬浮高度,halbach阵列结构模型的悬浮力明显高于传统模型,悬浮高度越低,二者的差异越大;对于同样重量的悬浮物,halbach阵列结构可以获得更大的悬浮气隙。研究结果为斥力型磁悬浮模型的结构尺寸优化和悬浮控制提供依据。

摘要：大中型立轴式水轮发电机组巨大的轴向负荷容易使推力瓦油膜变形,从而造成推力轴承的损坏。为了解决这个问题,设计了基于水轮发电机组的混合磁悬浮承重系统来减小推力轴承承担的轴向负荷。其中永磁悬浮装置体积很大而现场安装空间有限,提出了将halbach阵列应用于永磁悬浮承重装置,并用有限元分析软件对承载力与装置结构尺寸关系进行了仿真分析。结果显示,基于halbach阵列的永磁悬浮装置承载力得到很大的提升,因而装置体积可以得到适当缩小,成本也可得到节约。

摘要：为了在有限空间内尽可能的提升磁力联轴器最大静态力矩,将halbach永磁阵列用于主从动盘。用有限元仿真软件Ansoft得到传统联轴器及halbach阵列联轴器的性能对比,包括磁力线分布图、磁场强度分布云图、气隙磁密谐波分析及输出转矩。结果证明了halbach阵列磁性联轴器不仅不需要导磁轭铁,而且在同等条件下能够提高联轴器的最大传输转矩。最后通过实验验证了理论分析结果的正确性。

摘要：机器人关节电机对电机的过载能力、电机重量、响应速度有较高的要求,而传统的力矩电机转子外径较大,转子重量和转动惯量较大,响应慢。基于halbach阵列设计了一款机器人用关节电机,利用了halbach阵列的磁屏蔽作用。使用非导磁铝合金作为转子轭部的材料,降低了转子的质量和转动惯量,提高了电机的响应速度。分析了halbach阵列的优势,列举了几种常见的halbach阵列结构,确定了电机的尺寸参数。通过电磁场有限元仿真分析了基于halbach阵列的机器人关节电机的磁钢尺寸对电机性能的影响。最终通过试验验证了该技术的有效性。

摘要：为简化水下推进电机结构、提高可靠性,本文设计了一款新型halbach阵列永磁屏蔽电机,采用集中绕组和halbach永磁阵列,利用屏蔽层结构彻底解决输出轴动密封问题。为获得该型电机的最佳电磁转矩性能,以一款10极12槽halbach阵列永磁屏蔽电机为例,建立48个二维有限元仿真模型,分析了槽口宽度和主磁极占比对其电磁转矩的影响。基于BP神经网络得到描述平均电磁转矩与主磁极占比、槽口宽度函数关系的响应面模型,并通过遗传算法寻优得到最优槽口宽度和主磁极占比组合。相比于初始设计模型,优化设计后电机平均电磁转矩提高7.26%。样机实验表明,本文设计的1 kW水下推进用halbach阵列永磁屏蔽电机的额定工作效率约为89%,验证了该型电机设计与优化方法的可行性。