हैलबैक सरणी का नाम इसके निर्माता क्लॉस हैलबैक के नाम पर रखा गया है, जो बर्कले लैब्स के इंजीनियरिंग विभाग में एक भौतिक विज्ञानी थे। सरणी का मूल उद्देश्य कण त्वरक में बीम फोकसिंग प्रक्रिया में सहायता करना था। हेलबैक सरणी एक निश्चित डोमेन में चुंबकीय प्रवाह को बढ़ाने के लिए डिज़ाइन किए गए चुंबकों की एक व्यवस्था है।
इसके दो सिरों के अपवाद के साथ, स्थायी चुम्बकों की एक रैखिक सरणी का उद्देश्य एक तरफ एक फ्लक्स क्षेत्र उत्पन्न करना और दूसरी तरफ इसे लगभग रद्द करना है। चुम्बकत्व पैटर्न तीरों और फ्लक्स क्षेत्र द्वारा दर्शाया गया है।
हैलबैक सरणी में एक विशिष्ट व्यवस्था यह है कि चुंबक डिस्क के शीर्ष पर क्षेत्र को बढ़ाने और डिस्क के नीचे इसे रद्द करने के लिए उन्मुख होते हैं, ताकि एक शुद्ध अक्षीय प्रवाह क्षेत्र प्रदान किया जा सके।
नीचे हैलबैक सरणी से निर्मित द्विध्रुव का क्रॉस-अनुभागीय दृश्य है। यह सरणी बनाने वाले स्थायी चुम्बकों के चुम्बकत्व की दिशाओं को भी दर्शाता है। डिज़ाइन सरणी के अंदर लंबवत रूप से उन्मुख एक शुद्ध समान फ़ील्ड उत्पन्न करता है और साथ ही सरणी के बाहर फ़ील्ड का लगभग पूर्ण रद्दीकरण भी करता है। विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए हैलबैक सरणियों का उपयोग करके उत्कृष्ट प्रदर्शन और दक्षता वाली इलेक्ट्रिक मोटरें तुरंत बनाई गईं। गैलो ने एक स्थायी चुंबक डिस्क के साथ एक विशिष्ट अक्षीय क्षेत्र ब्रशलेस डीसी मोटर बनाई है। थॉम्पसन ने स्थायी चुम्बकों के अक्षीय हैलबैक सरणी के लिए फ्लक्स क्षेत्र समाधान के लिए विश्लेषणात्मक सूत्र स्थापित किए हैं।
स्थायी चुम्बकों के हैलबैक सरणी के साथ ब्रशलेस मशीन के विद्युत चुम्बकीय प्रदर्शन को मापदंडों और प्रदर्शन के बीच संबंधों की भौतिक समझ के साथ-साथ एक सीधे और सटीक विश्लेषणात्मक मॉडल का उपयोग करके भविष्यवाणी और अनुकूलित करने की आवश्यकता है। विभिन्न प्रकार की इनपुट धाराओं के लिए औसत आउटपुट टॉर्क का विश्वसनीय पूर्वानुमान लगाने के लिए, स्थायी चुंबकों के हैलबैक सरणी द्वारा उत्पन्न क्षेत्र वितरण के लिए एक विश्लेषणात्मक मॉडल बनाया जाना चाहिए। विद्युत धाराओं और चुंबकीय क्षेत्रों की परस्पर क्रिया के बाद, सभी मोटरें एक टॉर्क उत्पन्न करती हैं। "लोरेंत्ज़ बल" विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र में आवेशित कण पर लगने वाले बल को संदर्भित करता है।
सीमित लंबाई के विद्युत धारावाही चालक में चुंबकीय क्षेत्र का प्रवेश एक शुद्ध बल उत्पन्न करता है क्योंकि चालक में धारा प्रवाह विद्युत आवेश की निरंतर गति के कारण होता है। दो कंडक्टरों को व्यवस्थित करके एक शुद्ध टॉर्क उत्पन्न किया जाता है ताकि उनके संबंधित बल विपरीत दिशाओं में निर्देशित हों, फिर भी अलग-अलग दूरी पर हों। टॉर्क के परिणामस्वरूप आर्मेचर घूमता है। लेनज़ का नियम, जिसके अनुसार आर्मेचर की गति का प्रेरित ईएमएफ द्वारा लगातार विरोध किया जाता है, इलेक्ट्रिक मोटर के संबंध में एक और महत्वपूर्ण कानून है। परिणामस्वरूप, विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र और आर्मेचर का घूर्णन बैक-ईएमएफ के स्रोत हैं। परिणामस्वरूप, चुंबकीय क्षेत्र की ताकत और परिवर्तनशीलता यह निर्धारित करने में महत्वपूर्ण कारक हैं कि मोटर कितनी अच्छी तरह काम करेगी।
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