Halbach Array

  • Halbach Array - Magnet Anordnung

    Halbach Array


    Ein Halbach Array ist eine besondere Anordnung von Magneten um das Magnetfeld auf einer Seite zu verstärken und auf der gegenüber liegenden Seite gleichermaßen zu schwächen. Im Optimalfall sind die Magneten eines Halbach Arrays gleichwertig in der Magnetischen Kraft und Güte sowie in den Abmessungen. Üblicherweise weisen zu nutzende Magneten einen quadratischen Querschnitt auf und sind nicht wie Stabmagneten gepolt. Sind diese Voraussetzungen gegeben so verdoppelt sich auf einer Seite das Magnetfeld und auf der gegenüberliegenden Seite ist das Magnetfeld gleich Null.


    Bild 1


    Bei der magnetischen Anordnung wird zu jedem nächsten Magneten die Polrichtung um 90° versetzt, als Beispiel 1. Magnet Nordpol 0° und Südpol 180°, 2. Magnet Nordpol 90° und Südpol 270°, 3. Magnet Nordpol 180° und Südpol 0°, 4. Magnet Nordpol 270° und Südpol 90°. Eine vollständige Sequenz eines Halbach Arrays besteht aus 4 Magneten die zusammen einen verstärkten Südpol und einen verstärkten Nordpol erzeugen. Halbach Arrays können linear aufgebaut sein, doch im kreisförmigen Aufbau wird die Wirkung vollständig erreicht.


    Bild 2


    In dem Bild2 ist eine kreisförmige Anordnung von 32 Magneten zu sehen, die einen quadratischen Querschnitt haben und eine Magnetisierung aufweisen wie auf dem Bild 1 gezeigten unteren Magneten. Damit lässt sich durch eine um 90°versetzte Rotation jedes Magneten zum nächsten Magneten ein 16 poliges Halbach Array erstellen, das 8 doppelt starke Südpole und Nordpole im inneren des Kreises ausbildet indem nach außen wirkende Magnetfeldlinien in das innere des Magnetkreises umgelenkt werden.
    Einem nach innen gerichteten Südpol liegen rechts und links ein zugewandter um 90° verdrehter Südpol zu, dadurch werden die Magnetlinien des nach außen gerichteten Nordpoles durch die anziehenden Kräfte der Südpole nach innen gerichtet. Außen sind praktisch keine magnetischen Kräfte vorhanden.


    Für einen BL Außenläufer würde eine solche Anordnung der Magneten als Halbach Array theoretisch bedeutet, das ein Rückschlussring entfallen kann.

Share