摘要：对一款航空用微型永磁无刷直流电机进行了设计,永磁体选用钐钴进行halbach阵列充磁,并对电机的部分参数进行了优化,与原方案相比,优化了电机的输出转矩。制作了一款实物样机,通过对样机的测试,验证了优化的可行性。

摘要：为了有效简化系统结构,提高系统功率密度和效率,提出一种外转子halbach阵列定子无铁心无轴承永磁电机应用于飞轮储能系统的电动机/发电机.阐述了外转子无轴承永磁电机的工作原理;分析了halbach阵列永磁转子的结构和性能;通过有限元方法对电机的气隙磁场、反电动势、径向悬浮力、单边磁拉力和电磁转矩进行计算和分析;最后采用场路耦合瞬态有限元法分析了无轴承永磁电机的转子涡流损耗.仿真结果表明,与传统的无轴承电机相比,halbach阵列定子无铁心无轴承永磁电机在气隙磁场、反电动势、径向悬浮力、单边磁拉力、电磁转矩以及转子涡流损耗方面表现出更好的性能,适合应用于飞轮储能系统.

摘要：介绍了永磁体的一种新型排列方式—halbach阵列。在此阵列的基础上,以每极主磁通和气隙磁场波形为研究对象,通过磁场分析确定永磁同步盘式无铁心电机的最佳磁钢结构尺寸。

摘要：介绍了halbach阵列原理和组合式halbach阵列的自屏蔽效应,并讨论了组合式halbach阵列的气隙磁密与磁钢厚度的关系,同时还对环形组合式halbach阵列与表贴式永磁电机的气隙磁密基波进行了对比研究,揭示组合式halbach阵列的磁场分布特点和在直线电机和旋转电机中的设计规律。实验结果很好地验证了所讨论模型的正确性。研究对永磁伺服电机设计和研究具有工程意义。

摘要：针对永磁吸附履带式爬壁机器人吸附效率低的问题,设计了基于halbach阵列的新型永磁吸附单元,并对其吸附特性进行了研究。采用Ansoft Maxwell软件对磁吸附单元进行了有限元模拟仿真,研究了halbach永磁体阵列在单侧汇聚磁感线的特性,并设计了吸附力实验验证了有限元模拟的准确性;基于传统的halbach永磁体阵列,在弱磁侧加入轭铁,有效减少了弱磁侧的磁场泄漏;采用Ansoft Maxwell软件中的参数化扫描功能,对吸附模块的关键结构尺寸进行了分析,研究了磁体阵列的宽度、高度、厚度以及轭铁的高度对吸附力和吸附效率的影响;为使吸附效率最大化,在上述分析基础上选取了最优尺寸。研究结果表明:优化后的吸附单元单位重量吸附力提升了60%,达到1413 N/kg,磁吸附效率得到了显著提高,为爬壁机器人的设计优化提供了依据。

摘要：为了提高磁力泵磁转矩,将halbach阵列应用于磁力泵的转矩设计中。介绍了halbach阵列作为磁转子时的磁通量线分布原理,通过改变磁体排列形式,得到了外部磁场加强,内部磁场削弱的阵列形式。利用麦克斯韦微分方程和虚位移法对设计模型进行磁场二维瞬态有限元分析,得到传动机构随时间变化的转矩值。通过对比halbach阵列与传统阵列和紧密阵列的结果,验证了halbach阵列可以大大提高磁力传动机构的传递转矩。

摘要：为提高摆线永磁齿轮的传动转矩,对其工作原理、halbach阵列的特点和磁场分布情况进行分析阐述。基于ANSYS求解磁传动转矩的基本原理,应用其对定子、转子分别为12极和10极的halbach型摆线永磁齿轮的气隙磁场进行有限元分析,研究了摆线永磁齿轮的传动转矩与转角偏差、偏移量、永磁体径向厚度及轭铁厚度的关系。通过计算得出:halbach型摆线永磁齿轮的传动转矩随转角偏差呈正弦周期性变化且随着永磁体厚度的增大,其传动转矩值也变大;偏移量越大,其能传递的转矩也越大;当轭铁厚度增大时,其传动转矩表现为先下降然后有所升高直到基本保持不变。因此,在设计halbach型摆线永磁齿轮时应合理选择永磁体厚度、偏移量、轭铁厚度以增强其传动性能。

摘要：给出了一种永磁振动发电机感应电动势的计算公式,设计了一种新型halbach阵列永磁振动发电机,机体两侧分别固定了两组永磁体,内部6个线圈串联。采用有限元法,与普通halbach阵列和传统永磁振动发电机进行了对比分析,新型halbach阵列的应用大幅度提升了振动发电机的性能。正弦规律振动的振源频率为10 Hz,振幅为3 mm时,新型振动发电机的最大输出功率为355.85 m W,开路电压有效值为6.402 9V。最后,对线圈相对永磁体的位置进行了优化,最大输出功率达到了414.81 m W,进一步提升了16.57%,此时开路电压有效值为7.036 6 V。

摘要：为了解决halbach阵列永磁轴承的磁力数学模型比较复杂的问题,基于分子电流法建立halbach阵列永磁轴承径向磁力数学模型.通过公式计算及有限元仿真,分析halbach阵列永磁轴承径向磁力解析式中各主要参数与径向磁力的关系.结果表明,halbach阵列永磁轴承的径向磁力随着单元磁环厚度的增加而增大,但是增加到某一厚度后,磁力增大变缓,最后趋于某个特定值;halbach阵列磁体径向承载力的解析式计算结果相对有限元软件分析结果的误差约为5%.理论研究与仿真结果表明,halbach阵列永磁轴承的磁力数学模型具有直观的特点,可进行磁轴承优化设计.

摘要：采用Maxwell 2D有限元软件建立了传统阵列与halbach阵列的1.5 MW外转子永磁风力发电机的2D模型。在转子轭为导磁和非导磁材料的情况下,分别对三种不同充磁方式、三种不同永磁体结构的发电机进行了气隙磁场的对比研究。通过快速博里叶分解(STFT)得出了基波与高次谐波幅值,提出了halbach阵列大型永磁风力发电机新的设计思路,以达到减轻电机重量、结构紧凑、节省成本的目的。