一种Halbach永磁体阵列.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115775667A(43)申请公布日2023.03.10(21)申请号202211650820.6(22)申请日2022.12.21(71)申请人南京邮电大学地址210003江苏省南京市鼓楼区新模范马路66号(72)发明人刘程子赵宇成葛辉杨艳刘泽远(74)专利代理机构南京经纬专利商标代理有限公司32200专利代理师罗运红(51)Int.Cl.H01F7/02(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图3页(54)发明名称一种Halbach永磁体阵列(57)摘要本发明提出一种Halbach永磁体阵列，该永磁体阵列由第一永磁体块和第二永磁体块交替排列而成；所述第一永磁体块横截面上部为矩形，下部为梯形，并且梯形的腰为圆弧；并第一永磁体块横截面上部的矩形和下部的梯形关于轴对称，下所述第二永磁体块横截面上部为矩形，下部为圆弧形，所述第二永磁体块横截面上部的矩形和下部的圆弧关于轴对称；排列时按照竖直方向向上充磁的第一永磁体块，水平方向向右充磁的第二永磁体块，竖直方向向下充磁的第一永磁体块，水平方向向左充磁的第二永磁体块的顺序贴合排列，每四块构成一个磁场分布周期。CN115775667ACN115775667A权利要求书1/1页1.一种Halbach永磁体阵列，其特征在于，该永磁体阵列由第一永磁体块和第二永磁体块交替排列而成；所述第一永磁体块横截面上部为矩形，下部为梯形，并且梯形的腰为圆弧；并且矩形的长和梯形的上边长均为a；梯形的下边长为L，第一永磁体块横截面上部的矩形和下部的梯形关于轴对称，而且，下部梯形的圆弧位于以L/2为半径，与下边和对称轴相切的圆上；所述第二永磁体块横截面上部为矩形，下部为圆弧形，并且，矩形的长为L‑a，并且第二永磁体块横截面的下部圆弧位于以上部矩形上边长中心为圆心，半径为L/2的圆上；所述第二永磁体块横截面上部的矩形和下部的圆弧关于轴对称；排列时按照竖直方向向上充磁的第一永磁体块，水平方向向右充磁的第二永磁体块，竖直方向向下充磁的第一永磁体块，水平方向向左充磁的第二永磁体块的顺序贴合排列，每四块构成一个磁场分布周期。2.根据权利要求1所述的一种Halbach永磁体阵列，其特征在于，所述第一永磁体块横截面的高度为3.根据权利要求1或2所述的一种Halbach永磁体阵列，其特征在于，所述a的范围为4.根据权利要求1或2所述的一种Halbach永磁体阵列，其特征在于，所述第一永磁体块横截面下部梯形的圆弧形腰为第二永磁体块横截面的下部圆弧的一半。5.根据权利要求1或2所述的一种Halbach永磁体阵列，其特征在于，所述第二永磁体块横截面的高度为2CN115775667A说明书1/3页一种Halbach永磁体阵列技术领域[0001]本发明属于永磁体阵列领域，尤其涉及一种Halbach永磁体阵列。背景技术[0002]美国学者KlausHalbach于1979年发明了一种特殊的永磁体阵列排列方法，将其称为Halbach阵列。在Halbach永磁阵列中，由于磁场之间的相互叠加与抵消，使得永磁阵列的一侧磁场强度大幅加强，另一侧磁场强度大幅减小，在保持永磁块体积不变的条件下，通过采用Halbach阵列来提高电机的气隙密度。[0003]目前，Halbach永磁体阵列主要应用在高速电机，磁悬浮列车，磁悬浮平面电机，直线电机，磁轴承和医学方面。一些精密装置，如为纳米级定位设备提供动力的直线电机，为了获得更好的控制效果，需要使得永磁体阵列提供接近完美的正弦磁场，而普通的Halbach永磁体阵列产生的磁场与完美正弦磁场有较大的差距。发明内容[0004]技术问题：本发明针对现有的Halbach永磁体阵列产生的磁场与完美正弦磁场有较大差距的问题，提出了一种Halbach永磁体阵列，取代普通Halbach阵列采用的矩形截面磁块。[0005]技术方案：为了解决以上问题，本发明提出一种Halbach永磁体阵列，该永磁体阵列由第一永磁体块和第二永磁体块交替排列而成；所述第一永磁体块横截面上部为矩形，下部为梯形，并且梯形的腰为圆弧；并且矩形的长和梯形的上边长均为a；梯形的下边城为L，第一永磁体块横截面上部的矩形和下部的梯形关于轴对称，而且，下部梯形的圆弧位于以L/2为半径，与下边和对称轴相切的圆上；所述第二永磁体块横截面上部为矩形，下部为圆弧形，并且，矩形的长为L‑a，并且第二永磁体块横截面的下部圆弧位于以上部矩形上边长中心为圆心，半径为L/2的圆上；所述第二永磁体块横截面上部的矩形和下部的圆弧关于轴对称；排列时按照竖直方向向上充磁的第一永磁体块，水平方向向右充磁的第二永磁体块，竖直方向向下充磁的第一永磁体块，水平方向向左充磁的第二永磁体块的顺序紧密贴合排列，每四块构成一个磁场分布周期。[0