हैलबैक ऐरे, हैलबैक स्थायी चुंबक

हैलबैक सरणी एक चुंबक व्यवस्था संरचना है। इससे पहले कि हम इस संरचना को समझें, आइए कुछ सामान्य स्थायी चुम्बकों के चुंबकीय क्षेत्र रेखा वितरण पर एक नज़र डालें।

इस तस्वीर से यह पता लगाना मुश्किल नहीं है कि चुंबक की स्थिति दिशा और व्यवस्था सीधे चुंबकीय क्षेत्र रेखाओं के वितरण को प्रभावित करेगी, यानी यह चुंबक के चारों ओर चुंबकीय क्षेत्र वितरण के रूप को प्रभावित करेगी।

हैलबैक सरणी की अवधारणा

हैलबैक एरे (हैलबैक स्थायी चुंबक) एक प्रकार की चुंबक संरचना है। 1979 में, अमेरिकी विद्वान क्लॉस हैलबैक ने इलेक्ट्रॉन त्वरण प्रयोग के दौरान इस विशेष स्थायी चुंबक संरचना की खोज की और धीरे-धीरे इसमें सुधार किया, और अंततः तथाकथित का गठन किया"हलबैक"चुंबक. यह इंजीनियरिंग में एक अनुमानित आदर्श संरचना है। यह इकाई दिशा में क्षेत्र की ताकत बढ़ाने के लिए चुंबक इकाइयों की एक विशेष व्यवस्था का उपयोग करता है। लक्ष्य सबसे मजबूत चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करने के लिए कम से कम मात्रा में चुंबकों का उपयोग करना है।

इस प्रकार की सरणी पूरी तरह से दुर्लभ पृथ्वी स्थायी चुंबक सामग्री से बनी है। एक निश्चित नियम के अनुसार स्थायी चुम्बकों को विभिन्न चुम्बकत्व दिशाओं के साथ व्यवस्थित करके, बल की चुंबकीय रेखाओं को चुम्बकों के एक तरफ केंद्रित किया जा सकता है, और दूसरी तरफ बल की रेखाओं को कमजोर किया जा सकता है, जिससे एक आदर्श एकतरफा चुंबकीय क्षेत्र प्राप्त हो सकता है। इंजीनियरिंग में इसका बहुत महत्व है. अपनी उत्कृष्ट चुंबकीय क्षेत्र वितरण विशेषताओं के साथ, हायरबेक सरणियों का व्यापक रूप से परमाणु चुंबकीय अनुनाद, चुंबकीय उत्तोलन और स्थायी चुंबक विशेष मोटर्स जैसे औद्योगिक क्षेत्रों में उपयोग किया जाता है।

बाईं ओर एक चुंबक है जिसके सभी उत्तरी ध्रुव ऊपर की ओर हैं। रंग से यह देखा जा सकता है कि चुंबकीय क्षेत्र की ताकत चुंबक के नीचे और ऊपर स्थित होती है। दाईं ओर एक हैलबैक सरणी है। चुंबक के शीर्ष पर चुंबकीय क्षेत्र अपेक्षाकृत अधिक होता है, जबकि नीचे अपेक्षाकृत कमजोर होता है। (उसी आयतन के तहत, हैलबैक सरणी चुंबक की मजबूत पक्ष सतह की चुंबकीय क्षेत्र की तीव्रता लगभग है√पारंपरिक एकल चुंबक का 2 गुना (1.4 गुना), खासकर जब चुंबक की मोटाई चुंबकीय दिशा में 4-16 मिमी हो)

हैलबैक ऐरे का सबसे आम उदाहरण लचीला रेफ्रिजरेटर स्टिकर हो सकता है। ये पतले, मुलायम चुम्बक आमतौर पर रेफ्रिजरेटर या कार के पीछे मुद्रित होते हैं। यद्यपि उनका चुंबकत्व एनडीएफईबी (केवल 2% -3% ताकत) की तुलना में बहुत कमजोर है, लेकिन इसकी कम कीमत और व्यावहारिकता इसे व्यापक रूप से उपयोग करती है।

हैलबैक सरणी का स्वरूप और अनुप्रयोग

रैखिक सरणी

रैखिक प्रकार सबसे बुनियादी हैलबैक सरणी संरचना है। इस सरणी चुंबक को रेडियल सरणी और स्पर्शरेखा सरणी के संयोजन के रूप में माना जा सकता है, जैसा कि नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है।

रैखिक हैलबैक सरणियाँ वर्तमान में मुख्य रूप से रैखिक मोटर्स में उपयोग की जाती हैं। मैग्लेव ट्रेन का उत्तोलन सिद्धांत यह है कि गतिमान चुंबक उत्तोलन बल उत्पन्न करने के लिए कंडक्टर में प्रेरित धारा द्वारा उत्पन्न चुंबकीय क्षेत्र के साथ संपर्क करता है, और साथ ही, यह चुंबकीय प्रतिरोध के साथ होता है। उत्तोलन प्रणाली के प्रदर्शन को बेहतर बनाने के लिए उछाल और ड्रैग अनुपात में सुधार करना महत्वपूर्ण है, जिसके लिए ऑन-बोर्ड चुंबक का वजन हल्का वजन, मजबूत चुंबकीय क्षेत्र, समान चुंबकीय क्षेत्र और उच्च विश्वसनीयता की आवश्यकता होती है। हैलबैक ऐरे को कार बॉडी के केंद्र में क्षैतिज रूप से स्थापित किया गया है और प्रणोदक बल उत्पन्न करने के लिए ट्रैक के केंद्र में घुमावदार के साथ इंटरैक्ट करता है, जो थोड़ी मात्रा में मैग्नेट के साथ चुंबकीय क्षेत्र को अधिकतम करता है, और दूसरी तरफ कम चुंबकीय क्षेत्र होता है, जो यात्रियों को मजबूत चुंबकीय क्षेत्र के संपर्क में आने से रोक सकता है।

गोलाकार सरणी

वृत्ताकार हैलबैक सरणी को एक गोलाकार वलय आकार बनाने के लिए अंत से अंत तक रैखिक हैलबैक सरणियों के संयोजन के रूप में माना जा सकता है।

स्थायी चुंबक मोटर में, हैलबैक सरणी संरचना का उपयोग करने वाली स्थायी चुंबक मोटर में पारंपरिक स्थायी चुंबक मोटर की तुलना में साइनसॉइडल वितरण के करीब एक वायु अंतराल चुंबकीय क्षेत्र होता है। स्थायी चुंबक सामग्री की समान मात्रा के मामले में, हैलबैक स्थायी चुंबक मोटर में बड़ा वायु अंतराल चुंबकीय घनत्व होता है। लोहे का नुकसान छोटा है. इसके अलावा, हैलबैक रिंग ऐरे का उपयोग स्थायी चुंबकीय बीयरिंग, चुंबकीय प्रशीतन उपकरण और चुंबकीय अनुनाद उपकरण में भी व्यापक रूप से किया जाता है।

हैलबैक सरणी का निर्माण और उत्पादन विधि

विधि 1: सरणी की टोपोलॉजी के अनुसार, चुंबकीय चुंबक खंडों को एक साथ जोड़ने के लिए चुंबक गोंद का उपयोग करें। क्योंकि चुंबक खंडों के बीच पारस्परिक प्रतिकर्षण बहुत मजबूत है, आसंजन के दौरान क्लैंपिंग के लिए मोल्ड का उपयोग किया जाना चाहिए। इस विधि में विनिर्माण क्षमता कम है, लेकिन इसे लागू करना आसान है, और प्रयोगशाला अनुसंधान चरण में उपयोग के लिए अधिक उपयुक्त है।

विधि 2: पूर्ण चुंबक बनाने के लिए पहले साँचे को भरने या साँचे को दबाने की विधि का उपयोग करें, और फिर एक विशेष स्थिरता में चुम्बकित करें। इस विधि द्वारा संसाधित सरणी संरचना नीचे दिए गए चित्र के समान है। इस विधि में उच्च प्रसंस्करण दक्षता और तुलना है, बड़े पैमाने पर उत्पादन का एहसास करना आसान है। हालाँकि, विशेष रूप से मैग्नेटाइजिंग फिक्स्चर को डिजाइन करना और मैग्नेटाइजिंग प्रक्रिया तैयार करना आवश्यक है।

विधि 3: हैलबैक-प्रकार के चुंबकीय क्षेत्र वितरण का एहसास करने के लिए एक विशेष आकार की घुमावदार सरणी का उपयोग करें, जैसा कि नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है।

प्रयोगशाला में स्व-निर्मित हैलबैक सरणी की प्रक्रिया और प्रभाव