هياكل الدوائر المغناطيسية الشائعة
إن البنية المكانية لمنتجات 3C محدودة للغاية وتتطلب قوة امتصاص عالية. ولا تسمح البنية المكانية بزيادة حجم المغناطيس، ويلزم تصميم الدائرة المغناطيسية لتعزيز قوة المجال المغناطيسي؛
🔹 في المواقف التي تتطلب تحريض المجال المغناطيسي، يمكن للخطوط المغناطيسية المتباعدة بشكل مفرط أن تتسبب في تلامس عناصر هول عن طريق الخطأ، وهناك حاجة إلى تصميم دائرة مغناطيسية للتحكم في نطاق المجال المغناطيسي؛
🔹 عندما يتطلب أحد جانبي المغناطيس قوة امتصاص عالية، بينما يحتاج الجانب الآخر إلى حماية المجال المغناطيسي، فإن قوة المجال المغناطيسي العالية لسطح الحماية يمكن أن تؤثر على استخدام المكونات الإلكترونية، كما أن تصميم الدائرة المغناطيسية ضروري أيضًا لحل هذه المشكلة؛
🔹 في المواقف التي تتطلب تحديد المواقع بدقة، وفي المواقف التي تتطلب مجالًا مغناطيسيًا موحدًا... وما إلى ذلك
في جميع الحالات المذكورة أعلاه، من الصعب تلبية متطلبات الاستخدام باستخدام مغناطيس واحد، وعندما يكون سعر المعادن النادرة مرتفعًا، فإن حجم وكمية المغناطيس ستؤثر بشكل خطير على سعر تكلفة المنتج. لذلك، يمكننا تعديل بنية المسار المغناطيسي للمغناطيس لتلبية سيناريوهات الاستخدام المختلفة مع تلبية ظروف الامتصاص أو الاستخدام العادي، وتقليل كمية المغناطيس المستخدمة لخفض التكاليف.
يمكن تقسيم الدوائر المغناطيسية الشائعة تقريبًا إلى مصفوفة هالباك ومصفوفة هالبيك، والدائرة المغناطيسية متعددة الأقطاب، والدائرة المغناطيسية المركزة، وإضافة المواد الموصلة المغناطيسية، والنقل المرن، والدائرة المغناطيسية أحادية الجانب، والبنية المغناطيسية المركزة. فيما يلي سوف نقدمها واحدة تلو الأخرى:
إن مجموعة هالباخ المصفوفة عبارة عن هيكل مثالي تقريبًا في الهندسة، بهدف توليد أقوى مجال مغناطيسي بأقل عدد من المغناطيسات. ونظرًا للهيكل الخاص للدائرة المغناطيسية لمجموعة هاير بيك، يمكن لمعظم دائرة المجال المغناطيسي أن تدور داخل الأجهزة المغناطيسية، وبالتالي تقليل التسرب وتحقيق التجميع المغناطيسي، وتحقيق تأثير الحماية الذاتية في المناطق غير العاملة. يمكن لتصميم الدائرة المغناطيسية الحلقية المحسنة من هاير بيك تحقيق حماية بنسبة 100% على الأقل في المناطق غير العاملة. وكما هو موضح في الشكل، فإن خطوط المجال المغناطيسي للدائرة المغناطيسية التقليدية متباعدة بشكل متماثل، في حين تتركز خطوط المجال المغناطيسي لمجموعة هاير بيك في الغالب في منطقة العمل، وبالتالي تحسين الجذب المغناطيسي.
تستخدم الدائرة المغناطيسية متعددة الأقطاب بشكل أساسي خاصية خطوط المجال المغناطيسي، حيث تختار بشكل تفضيلي أقرب قطب معاكس لتشكيل دائرة مغناطيسية. وبالمقارنة مع المغناطيسات أحادية القطب العادية، فإن خطوط المجال المغناطيسي (الحقول المغناطيسية) للدائرة المغناطيسية متعددة الأقطاب تكون أكثر تركيزًا على السطح، وخاصة كلما زاد عدد الأقطاب، كلما أصبح الأمر أكثر وضوحًا. هناك نوعان من الدوائر المغناطيسية متعددة الأقطاب: أحدهما هو طريقة المغناطيسية متعددة الأقطاب باستخدام مغناطيس، والآخر هو طريقة الامتصاص باستخدام مغناطيسات أحادية القطب متعددة. يكمن الاختلاف بين هاتين الطريقتين في التكلفة، لكن وظائفهما الفعلية هي نفسها. إن ميزة الدائرة المغناطيسية متعددة الأقطاب في الامتصاص في مسافات صغيرة واضحة جدًا.
دائرة التركيز المغناطيسي هي استخدام مسار مغناطيسي خاص لتركيز المجال المغناطيسي في منطقة صغيرة، مما يجعل المجال المغناطيسي في تلك المنطقة قويًا جدًا، حتى يصل إلى 1T، وهو أمر مفيد جدًا لتحديد المواقع بدقة والتحريض المحلي.
تشير المواد المغناطيسية إلى استخدام دوائر المجال المغناطيسي لاختيار المسار الأقل مقاومة مغناطيسية بشكل تفضيلي. من خلال استخدام مواد ذات موصلية مغناطيسية عالية (إس يو إس 430، مركز أبحاث السوق المشترك، دي تي 4، إلخ) في الدائرة المغناطيسية، يمكن توجيه المجال المغناطيسي بشكل جيد، وبالتالي تحقيق التركيز المغناطيسي المحلي وتأثيرات العزل.
تتميز النقل المرن بأنه نقل مرن بدون تلامس يتم تحقيقه من خلال القوى الجاذبة والطاردة التي تشكلها المغناطيسات. يتميز بحجم صغير وبنية بسيطة وعزم دوران يمكن تعديله وفقًا لحجم المغناطيس وحجم فجوة الهواء، مع مساحة كبيرة قابلة للتعديل.
تتمثل خاصية المغناطيسية أحادية الجانب في حجب قطبية أحد جانبي المغناطيس مع الاحتفاظ بقطبية الجانب الآخر. فهي تجذب بشكل مباشر قوة شفط كبيرة، لكن سعة التوهين المغناطيسي تزداد مع المسافة.
تتمثل سمة الهيكل المغناطيسي في أن المغناطيس ونير الحديد مرتبان في قطبية نسبية. مع زيادة نسبة سمك المغناطيس إلى سمك نير الحديد، كلما زاد سمك نير الحديد، كلما كان تباعد خطوط المجال المغناطيسي أصغر. يمكن تصميم الهيكل المغناطيسي بمرونة وفقًا لحجم الفجوة الهوائية، مما يحقق نتائج مثالية ويوفر المغناطيس بشكل فعال. يتم توزيع المجال المغناطيسي بالتساوي على طول نير الحديد، ولكن العيب هو أن تكلفة التجميع عالية.