हेलबैक सरणी एक तरफ के चुंबकीय क्षेत्र को दूसरी तरफ के क्षेत्र की तुलना में काफी मजबूत बनाने के लिए बनाई गई वैकल्पिक-ध्रुवीयता वाले स्थायी चुंबकों का एक अद्वितीय विन्यास है।
उदाहरण के लिए: नीचे का क्षेत्र ऊपर के क्षेत्र से निचला है।
विशेषताएँ
1. बड़ी शक्ति घनत्व
पारंपरिक स्थायी चुंबक मोटर संरचनाओं की तुलना में मोटर शक्ति घनत्व में सुधार करते हुए हैलबैक मैग्नेट डिज़ाइन मोटर कुशलतापूर्वक मोटर आकार को कम करते हैं। यह इस तथ्य के कारण है कि जब हैलबैक चुंबकीय रिंग को अलग किया गया था, तो समानांतर चुंबकीय क्षेत्र और रेडियल चुंबकीय क्षेत्र ओवरलैप हो गए, जिससे विपरीत दिशा में चुंबकीय क्षेत्र की ताकत काफी बढ़ गई।
2. हेलबैक ऐरे चुंबक रोटर को शूट की आवश्यकता नहीं होती है।
वायु अंतराल चुंबकीय क्षेत्र हार्मोनिक्स के अपरिहार्य अस्तित्व के कारण, पारंपरिक स्थायी चुंबक मोटर की निश्चित रोटर संरचना अक्सर इसके प्रभाव को कम करने के लिए ढलान लेती है। उच्च वायु अंतराल चुंबकीय क्षेत्र साइन वितरण और हैलबैक मोटर की कम हार्मोनिक सामग्री के कारण, स्टेटर में एक ढलान का अभाव है।
3. इस रोटर को बनाने के लिए एक गैर-कोर सामग्री का उपयोग किया जा सकता है।
चूँकि अब रोटर के लिए चुंबकीय सामग्री के लिए पथ प्रदान करने की कोई आवश्यकता नहीं है, हैलबैक चुंबक के स्व-परिरक्षण प्रभाव द्वारा निर्मित एकतरफा चुंबकीय क्षेत्र वितरण सिस्टम को जड़ता के कम क्षण और अच्छे संलग्न प्रदर्शन की अनुमति देता है।
4. स्थायी चुम्बकों का उपयोग अधिक होता है।
यह स्थायी चुम्बकों के उपयोग में सुधार करता है क्योंकि हैलबैक चुम्बक को चुम्बकित परिणामों में विभाजित किया जाता है, जिसके परिणामस्वरूप इसका स्थायी चुम्बक संचालन सामान्यतः 0 से अधिक होता है।9।
सामान्य प्रकार
1. सिलेंडर हैलबैक ऐरे
पारंपरिक हेलबैक ऐरे एक सिलेंडर/रिंग है जिसमें केंद्रीय वायु अंतराल में एक द्विध्रुवीय (2 ध्रुव) पैटर्न होता है। रिंग में, चुंबकीय क्षेत्र पूरे केंद्रीय छेद पर मजबूत और सजातीय (समानांतर क्षेत्र रेखाएं) होता है।
एनडीएफईबी हैलबैक एरे रिंग 8 मैग्नेट से बनी है (प्रत्येक एक अलग मैग्नेटाइजेशन दिशा के साथ और 45 डिग्री आर्क सेगमेंट में व्यवस्थित है)। चाप के प्रत्येक खंड को इस तरह से चुंबकित किया जाता है कि चुंबकीय क्षेत्र चुंबक सामग्री के माध्यम से और उसके चारों ओर 'निर्देशित' होने से पहले केंद्रीय वायु अंतराल से गुजरता है।
हम एक दो ध्रुव, 110 मिमी-व्यास एनडीएफईबी हैलबैक सरणी प्रदान करते हैं जिसमें एक 30-मिमी-व्यास केंद्रीय छेद होता है। इसकी अक्षीय लंबाई 40 मिमी है। यह प्लस 80 डिग्री के अनुशंसित कार्य तापमान के साथ पारंपरिक एनडीएफईबी (नियोडिमियम आयरन बोरान) का उपयोग करता है। कमरे के तापमान पर, वायु अंतराल के बीच का क्षेत्र कम से कम 10, 000 गॉस/एक टेस्ला है। सुरक्षात्मक बाहरी आस्तीन पीतल से बनी है।
हम एसएमसीओ प्रकार भी प्रदान कर सकते हैं। 16 चुम्बक (22.5 डिग्री चाप खंड, प्रत्येक एक अद्वितीय चुम्बकत्व अभिविन्यास के साथ) स्मोको हैलबैक ऐरे रिंग बनाते हैं। चाप के प्रत्येक खंड को इस तरह से चुंबकित किया जाता है कि चुंबकीय क्षेत्र चुंबक सामग्री के माध्यम से और उसके चारों ओर निर्देशित होने से पहले केंद्रीय वायु अंतराल से गुजरता है। यह विशिष्ट सरणी अद्वितीय है क्योंकि यह पूरी तरह से बंद है और तरल हीलियम के लिए -269 डिग्री सेल्सियस पर संचालन को सक्षम करने के लिए क्रायोजेनिक चिपकने वाला उपयोग करती है।
2. हैलबैक ऐरे को ब्लॉक करें
जब वैकल्पिक रूप से चुंबकीय लौहचुंबकीय सामग्रियों (ऐसी सामग्री जिन्हें स्थायी रूप से चुंबकित किया जा सकता है) की पट्टियों को मिश्रित किया जाता है, तो चुंबकीय क्षेत्र मिश्रित संरचना के विमान के ऊपर संरेखित होते हैं, जबकि संरचना के नीचे चुंबकीय क्षेत्र विपरीत दिशाओं में होते हैं और रद्द हो जाते हैं। प्रत्यावर्ती चुम्बकत्व घटक वास्तव में चरण से 90 डिग्री, या पी/2 पर हैं।
आदर्श स्थिति, जैसा कि ऊपर बताया गया है, के परिणामस्वरूप विमान के नीचे कोई क्षेत्र नहीं होगा और विमान के ऊपर एक क्षेत्र होगा जो कि संरचना को समान रूप से चुंबकित करने पर दोगुना बड़ा होगा। हालाँकि, व्यवहार में, नीचे की ओर केवल एक बहुत ही मामूली क्षेत्र उत्पन्न होता है और आदर्श स्थिति कभी नहीं देखी जाती है। इस पैटर्न को हमेशा जारी रखकर बड़े ऐरे बनाए जा सकते हैं।
जॉन सी. मैलिन्सन ने 1973 में इन "एकतरफा फ्लक्स" संरचनाओं की प्रारंभिक खोज की, और उन्हें चुंबकीय टेप रिकॉर्डिंग तकनीक को आगे बढ़ाने की क्षमता वाली "जिज्ञासा" के रूप में वर्णित किया। लेकिन 1980 के दशक तक ऐसा नहीं था जब बर्कले के भौतिक विज्ञानी क्लाउस हैलबैक ने स्वतंत्र रूप से इस चुंबकीय घटना को पाया और कण त्वरक में उपयोग के लिए हैलबैक सरणियों को विकसित किया, जिससे उनकी वास्तविक क्षमता स्पष्ट हो गई। कण त्वरक बीम पर ध्यान केंद्रित करने और मार्गदर्शन करने के लिए शक्तिशाली चुंबकीय क्षेत्र बनाने के लिए, हैलबैक ने लौहचुंबकीय तत्व कोबाल्ट का उपयोग करके सरणियाँ बनाईं।
अनुप्रयोग
हैलबैक सरणियों को वर्तमान में जटिलता की विभिन्न डिग्री के साथ विभिन्न प्रणालियों में नियोजित किया जाता है और इसमें कई अनुप्रयोग होते हैं। रेफ्रिजरेटर मैग्नेट में, हैलबैक सरणियों का उपयोग सबसे बुनियादी तरीकों में से एक में किया जाता है। इस उदाहरण में, एक तरफा फ्लक्स सुविधाओं का उपयोग करके चुंबक की धारण शक्ति को बढ़ाया जाता है। चुंबकीय छड़ों के परिवर्तनीय सरणियों को मिलाकर सरल लॉकिंग सिस्टम भी बनाया जा सकता है। यदि छड़ों के चुम्बकत्व को समायोजित किया जाता है ताकि क्षेत्र को विमान के ऊपर अधिकतम और उसके नीचे न्यूनतम किया जा सके, तो प्रत्येक छड़ को 90 डिग्री घुमाकर फ्लक्स परिरोध को उलटा किया जा सकता है।
मैग्लेव ट्रेन ट्रैक, जिसे इंडक्टट्रैक के रूप में भी जाना जाता है, जो गाड़ी को सहारा देने के लिए चुंबकीय उत्तोलन का उपयोग करता है, संचालन में हेलबैक सरणी का एक अधिक परिष्कृत उदाहरण है। ट्रेन को चुंबकीय सरणियों द्वारा ट्रैक से थोड़ी दूरी तक ऊपर उठाया जाता है, जो चुंबक के 50 गुना तक वजन का समर्थन कर सकता है। यह प्रक्रिया प्रेरण सिद्धांत पर आधारित है; जैसे ही ऐरे को धातु ट्रैक के कॉइल्स पर ले जाया जाता है, चुंबकीय क्षेत्र में परिवर्तन के कारण ट्रैक में वोल्टेज प्रेरित होता है। जब ट्रैक द्वारा उत्पादित चुंबकीय क्षेत्र हैलबैक सरणी द्वारा उत्पादित क्षेत्र के साथ संरेखित होता है, तो प्रतिकर्षण के कारण ट्रेन उड़ जाती है, ठीक उसी तरह जब आप बार मैग्नेट के दो समान ध्रुवों को एक साथ धकेलने का प्रयास करते हैं। मैग्लेव ट्रेनें उच्च गति परिवहन प्रदान करने में सक्षम हैं क्योंकि वे कई घर्षण बलों से बाधित नहीं होती हैं जो पारंपरिक पहिये वाली ट्रेनों को धीमा कर देती हैं। वास्तव में, जापानी SCMaglev ट्रेन प्रणाली वर्तमान में 2003 में 361 मील प्रति घंटे तक पहुंचने के बाद सबसे तेज़ रेल पारगमन के लिए गिनीज वर्ल्ड रिकॉर्ड रखती है।
हैलबैक सरणियाँ, जिन्हें हैलबैक "विग्लर्स" भी कहा जाता है, सिंक्रोट्रॉन और मुक्त इलेक्ट्रॉन लेजर (एफईएल) में किए गए अत्याधुनिक वैज्ञानिक जांच में नियोजित हैं। एफईएल को चिकित्सा से लेकर सेना तक विभिन्न प्रकार के क्षेत्रों में नियोजित किया जाता है, और इसकी आवृत्ति रेंज बहुत व्यापक और उच्च ट्यून करने योग्य होती है। एफईएल के मूलभूत भागों में से एक हैलबैक विगलर है, जो आवेशित कणों (आमतौर पर इलेक्ट्रॉनों) की किरण को समय-समय पर 'विगल' करने के लिए सरणी के चुंबकीय क्षेत्र का उपयोग करता है। कण दिशा में परिवर्तन के प्रभाव के परिणामस्वरूप कणों का त्वरण बदल जाता है। जब इसे बाहरी लेजर स्रोत के साथ जोड़ा जाता है, तो यह उच्च तीव्रता वाले सिंक्रोट्रॉन विकिरण (फोटॉन) के उत्सर्जन का कारण बनता है।
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