在 1973 年,美国学者Mallianson 在对永久磁铁结构进行拼装实验时发现了一种奇特的永磁铁结构,并把它称为〝Magnetic Curiosity〞。他当时并没有察觉到这种结构的应用价值。1979 年,美国学者Klaus Halbach再利用各种永磁铁结构产生的磁场做电子加速实验时,发现了这种特殊的永磁铁结构,并逐步完善这种结构,最终形成了所谓的“Halbach”磁铁。Halbach磁环是将磁铁径向式与平行式排列结合在一起,如果忽略端部效应,并把周围的导磁材料的导磁率看作无穷大,那么上述永磁体结构最终形成单边磁场(one-sided field),这就是Halbach一个显着的特点。这一特点表示Halbach磁铁在线性电机中有很好的应用价值。相对于传统电机,Halbach电机有下列几种优越性[8-11]: 传统永磁电机中往往采用分布式绕组来削弱谐波磁动势的影响。在Halbach电机中由于其磁场正弦分布程度较高,谐波磁场影响较小,故可采用集中式绕组。
采用Halbach电机磁铁排列,可以降低电动机之转矩涟波,因而对于电动机的轴承要求大大的减小。
(a)径向式磁铁排列磁场分布
(b)平行式磁铁排列磁场分布
(c)Halbach排列磁场分布
采用Halbach电机磁铁排列,可以降低电动机之转矩涟波,因而对于电动机的轴承要求大大的减小。
(a)径向式磁铁排列磁场分布
(b)平行式磁铁排列磁场分布
(c)Halbach排列磁场分布