Campo magnetico direzionale
Buongiorno considerando il fenomeno dell'induzione elettromagnetica, in cui la componente magnetica è maggiore, in che modo si può direzionare o concentrare il campo magnetico in una sola direzione a discapito di altre??
Risposte
Se ho inteso bene la tua domanda, la risposta è nei materiali magnetici anisotropi, che hanno una direzione di magnetizzazione preferenziale (in altre parole la permeabilità magnetica in una direzione particolare è molto più elevata che nelle altre).
https://it.wikipedia.org/wiki/Anisotropia_magnetica
Un esempio di utilizzo sono i lamierini a cristalli orientati usati nei trasformatori.
https://it.wikipedia.org/wiki/Anisotropia_magnetica
Un esempio di utilizzo sono i lamierini a cristalli orientati usati nei trasformatori.
"ingres":
Se ho inteso bene la tua domanda, la risposta è nei materiali magnetici anisotropi, che hanno una direzione di magnetizzazione preferenziale (in altre parole la permeabilità magnetica in una direzione particolare è molto più elevata che nelle altre).
https://it.wikipedia.org/wiki/Anisotropia_magnetica
Un esempio di utilizzo sono i lamierini a cristalli orientati usati nei trasformatori.
Si credo di si, si tratta di concentrare le linee di campo magnetico in una solandireziojeba discapito delle altre, come succede ad esempio negli array di halbach. I lamierino per questo compito non lo conoscevo, so che servono per le correnti parassite, comunque a me interessa il fatto che le linee si concentrano su un unico lato del conduttore, quindi tu credi che i lamierini fanno lo stesso lavoro degli array o cilindri di halbach??
"ingres":
Se ho inteso bene la tua domanda, la risposta è nei materiali magnetici anisotropi, che hanno una direzione di magnetizzazione preferenziale (in altre parole la permeabilità magnetica in una direzione particolare è molto più elevata che nelle altre).
https://it.wikipedia.org/wiki/Anisotropia_magnetica
Un esempio di utilizzo sono i lamierini a cristalli orientati usati nei trasformatori.
Io non conosco bene il concetto di anisotropia magnetica, il caso che prendo in esame è quello degli array di halbach in cui solo sul lato superiore o inferiore le linee di campo magnetico sono dominanti a discapito del lato opposto e questo avviene attraverso l'ineterferenza di campi magnetici statici
Gli array in questione aumentano il campo su una faccia e lo riducono sulla faccia opposta. I materiali anisotropi aumentano il campo in una direzione e lo riducono sulla direzione perpendicolare alla precedente.
Qui trovi (slide 23 e 24) qualche dettaglio in più
http://www-9.unipv.it/dmae/costruzioni/ ... ioni_1.pdf
Qui trovi (slide 23 e 24) qualche dettaglio in più
http://www-9.unipv.it/dmae/costruzioni/ ... ioni_1.pdf
"ingres":
Gli array in questione aumentano il campo su una faccia e lo riducono sulla faccia opposta. I materiali anisotropi aumentano il campo in una direzione e lo riducono sulla direzione perpendicolare alla precedente.
Qui trovi (slide 23 e 24) qualche dettaglio in più
http://www-9.unipv.it/dmae/costruzioni/ ... ioni_1.pdf
Grazie della risposta Ingres, si ok allora avevo capito bene, in questo caso che hai descritto i materiali anisotropi fanno proprio al caso mio proprio perché una delle applicazioni è nei trasformatori che operano in CA. La tua soluzione mi può aiutare molto, io vorrei però ancora migliorare ed emulare l'effetto degli array di Halbach, quindi come posso ottenerlo con conduttori elettrici (bobine) e non magneti permanenti? Su Wikipedia english in fondo alla pagina "Halbach array" ne parla, ma chiedo a te perché sei molto ma molto più esperto di me
Tutto da vedere che ne sappia veramente molto più di te sull'argomento. 
Comunque:
1) Se confronti le immagini del campo creato da una bobina e quelle del campo di un magnete permanente, vedrai che i due campi sono esternamente molto simili e quindi puoi sostituire un magnete permanente con una bobina (con un nucleo di materiale ferromagnetico per avere un campo più intenso).
2) Se poi tutte le bobine fossero alimentate con la stessa corrente in DC e disposte secondo la matrice di Halbach, l'effetto complessivo dovrebbe essere lo stesso di quello ottenibile con i magneti permanenti.
3) Lo stesso effetto (in senso spaziale) dovrebbe essere ottenibile anche con bobine alimentate con la stessa corrente in AC purchè non vi siano sfasamenti. Dico in senso spaziale, perchè comunque il campo creato rimarrebbe sinusoidale nel tempo. Inoltre i campi in AC provocano degli effetti di mutua induzione e correnti parassite che potrebbero alterare il risultato complessivo.
Comunque:
1) Se confronti le immagini del campo creato da una bobina e quelle del campo di un magnete permanente, vedrai che i due campi sono esternamente molto simili e quindi puoi sostituire un magnete permanente con una bobina (con un nucleo di materiale ferromagnetico per avere un campo più intenso).
2) Se poi tutte le bobine fossero alimentate con la stessa corrente in DC e disposte secondo la matrice di Halbach, l'effetto complessivo dovrebbe essere lo stesso di quello ottenibile con i magneti permanenti.
3) Lo stesso effetto (in senso spaziale) dovrebbe essere ottenibile anche con bobine alimentate con la stessa corrente in AC purchè non vi siano sfasamenti. Dico in senso spaziale, perchè comunque il campo creato rimarrebbe sinusoidale nel tempo. Inoltre i campi in AC provocano degli effetti di mutua induzione e correnti parassite che potrebbero alterare il risultato complessivo.
"ingres":
Tutto da vedere che ne sappia veramente molto più di te sull'argomento.
Comunque:
1) Se confronti le immagini del campo creato da una bobina e quelle del campo di un magnete permanente, vedrai che i due campi sono esternamente molto simili e quindi puoi sostituire un magnete permanente con una bobina (con un nucleo di materiale ferromagnetico per avere un campo più intenso).
2) Se poi tutte le bobine fossero alimentate con la stessa corrente in DC e disposte secondo la matrice di Halbach, l'effetto complessivo dovrebbe essere lo stesso di quello ottenibile con i magneti permanenti.
3) Lo stesso effetto (in senso spaziale) dovrebbe essere ottenibile anche con bobine alimentate con la stessa corrente in AC purchè non vi siano sfasamenti. Dico in senso spaziale, perchè comunque il campo creato rimarrebbe sinusoidale nel tempo. Inoltre i campi in AC provocano degli effetti di mutua induzione e correnti parassite che potrebbero alterare il risultato complessivo.
Si capisco, la corrente alternata crea problemi, il fatto è che a me serve creare una corrente indotta proprio come l'induzione elettromagnetica prevede, anche se forse una corrente continua ad impulsi, cioè PWM potrebbe creare correnti indotte(non ne sono sicuro chiedo a te), comunque l'effetto che voglio ottenere io della direzione del campo magnetico è simile ad un antenna direzionale, e cioè con una accentuazione del lobo principale a discapito dei lobi secondari e quindi l'effetto ombrello, ottenibile con l'aumento della frequenza e la particolare geometria della bobina, ecco cosa ne pensi di queste due mie considerazioni?
"ingres":
Tutto da vedere che ne sappia veramente molto più di te sull'argomento.
Comunque:
1) Se confronti le immagini del campo creato da una bobina e quelle del campo di un magnete permanente, vedrai che i due campi sono esternamente molto simili e quindi puoi sostituire un magnete permanente con una bobina (con un nucleo di materiale ferromagnetico per avere un campo più intenso).
2) Se poi tutte le bobine fossero alimentate con la stessa corrente in DC e disposte secondo la matrice di Halbach, l'effetto complessivo dovrebbe essere lo stesso di quello ottenibile con i magneti permanenti.
3) Lo stesso effetto (in senso spaziale) dovrebbe essere ottenibile anche con bobine alimentate con la stessa corrente in AC purchè non vi siano sfasamenti. Dico in senso spaziale, perchè comunque il campo creato rimarrebbe sinusoidale nel tempo. Inoltre i campi in AC provocano degli effetti di mutua induzione e correnti parassite che potrebbero alterare il risultato complessivo.
Scusami se inserisco due risposte ma il pc mi rallenta, le bobine di halbach sono anche utilizzare bei motori brushless con più avvolgimenti interni, secondo la stessa disposizione dei magneti permanenti
"Stabilo12":
cioè PWM potrebbe creare correnti indotte(non ne sono sicuro chiedo a te),
Dipende a che livello ti metti. Il risultato finale, tramite i filtri passa-basso è un andamento medio, ma la forma d'onda originale ha un elevato contenuto armonico ovvero di sinusoidi a diverse frequenze.
PS: non usare CITA per rispondere ma RISPONDI in basso a sinistra. In questo modo eviti di ripetere tutto il messaggio precedente e probabilmente riesci ad ridurre i problemi del PC
"Stabilo12":
le bobine di halbach sono anche utilizzare bei motori brushless con più avvolgimenti interni, secondo la stessa disposizione dei magneti permanenti
Si, e qui puoi trovare degli studi dettagliati di motore basato sugli array di Halbach
https://thesis.unipd.it/retrieve/70df6b ... i_Luca.pdf
https://tspace.library.utoronto.ca/bits ... thesis.pdf
Però mi sembra che alla fine usino comunque dei magneti permanenti lato statore oppure rotore e degli avvolgimenti rispettivamente lato rotore oppure statore rispettivamente. In altre parole gli avvolgimenti sono parte del motore e non sostituiscono i magneti permanenti.
Probabilmente per le applicazioni in oggetto è molto più efficiente e compatto usare i magneti permanenti.
Nono Ingres, allora come avevo gia specificato, io devo creare correnti indotte, forse mi ero espresso male nella tua citazione. Ecco perché parlavo di induzione elettromagnetica oppure di PWM tramite scarica di condensatore. Inoltre ho fatto ricerche e nei motori elettrici con più fasi, sono progettati per concentrare il campo magnetico variabile al centro, verso il rotore, nei motori brushless. Io però vorrei che la disposizione fosse tale che il campo magnetico si concetrasse all'esterno su una sola parte o faccia della bobina, tutto qui.
Rispondo alla tua seconda domanda, allora come in molti motori elettrici lo statore è formato da magneti di terre rare e al rotore il solenoide. Ecco nei motori brushless, cito questi ma mi posso sbagliare, è la parte esterna che è formata da più bobine che si comportano come cilindri di halbach perché concentrano il campo al centro.
Devo ammettere che non ho capito benissimo il tuo obiettivo finale, ma da quanto riportato nelle slide (vedi slide Università di Padova) la disposizione di Halbach sembra comunque essere realizzata con MP, anche per i motori brushless. Però, siccome il campo prodotto può essere limitato ad una sola zona interna o esterna del cilindro (slide 2), vi sono anche realizzazioni di motori con i MP sul rotore che quindi concentrano il campo all'esterno del rotore stesso e gli avvolgimenti del resto del motore sullo statore (vedi ad es. la slide 5 con l'inner rotor).
Quindi se il tuo problema è direzionare il campo all'esterno del cilindro, dalle slide si evince che effettivamente il campo magnetico si può concentrare sulla parte esterna, invece che solamente all'interno del cilindro, e vi sono realizzazioni che già lo fanno. Quello che non ho trovato nella pratica è l'utilizzo di bobine anzichè MP per ottenere la disposizione di Halbach, ma ritengo che non sia dettato da una limitazione effettiva, quanto da motivi di efficienza.
Al di là poi dell'utilizzo di MP o bobine, un'altra circostanza che si evince dalle slide è che trattandosi di macchina rotante ovviamente c'è induzione elettromagnetica (slide 7). In assenza di movimento il campo esterno creato dalla disposizione di Halbach con MP mi sa che risulterebbe statico e non ci sarebbe induzione. Sarebbe necessario sostituire i MP con bobine alimentate in AC, ma come detto non so se si ottiene un sistema efficiente.
In alternativa puoi vedere se la soluzione dei cristalli orientati che è adottata anche negli statori delle grosse macchine sincrone si adatta meglio ai tuoi scopi.
Quindi se il tuo problema è direzionare il campo all'esterno del cilindro, dalle slide si evince che effettivamente il campo magnetico si può concentrare sulla parte esterna, invece che solamente all'interno del cilindro, e vi sono realizzazioni che già lo fanno. Quello che non ho trovato nella pratica è l'utilizzo di bobine anzichè MP per ottenere la disposizione di Halbach, ma ritengo che non sia dettato da una limitazione effettiva, quanto da motivi di efficienza.
Al di là poi dell'utilizzo di MP o bobine, un'altra circostanza che si evince dalle slide è che trattandosi di macchina rotante ovviamente c'è induzione elettromagnetica (slide 7). In assenza di movimento il campo esterno creato dalla disposizione di Halbach con MP mi sa che risulterebbe statico e non ci sarebbe induzione. Sarebbe necessario sostituire i MP con bobine alimentate in AC, ma come detto non so se si ottiene un sistema efficiente.
In alternativa puoi vedere se la soluzione dei cristalli orientati che è adottata anche negli statori delle grosse macchine sincrone si adatta meglio ai tuoi scopi.
Eccomi Ingres allora, ho letto le slide e altri file, e ho abbozzato una prima conclusione. Allora prendendo in esame gli array di Halbach posso disporli in una struttura a nido d'ape circolare, bobine di Halbach, questa struttura simile ad una spira circolare, la ripeto n volte circa il massimo carico termico, circa 4 volte, in modo da formare un cilindro. Ecco ora il problema è, se due array di Halbach con la faccia superiore dominante, cioè che esplicita il campo magnetico, si sovrappongono, allora l'array superiore inglobera' il campo magnetico dell'array inferiore? Se è la mia ipotesi è giusta allora siamo a buon punto, tu cosa ne pensi?
Ciao Ingres sono Roberto nuovo del forum, ho provato a contattarti in privato ma non riesco, puoi contattarmi gentilmente tu?
Grazie
Grazie
"Stabilo12":
Ecco ora il problema è, se due array di Halbach con la faccia superiore dominante, cioè che esplicita il campo magnetico, si sovrappongono, allora l'array superiore ingloberà il campo magnetico dell'array inferiore?
Se ho capito bene si tratterebbe di una struttura costituita da diversi strati cilindrici sovrapposti. In questo caso non so rispondere alla tua domanda. E' probabile che laddove il polo N di un magnete di uno strato sia prossimo al polo S di un magnete dell'altro strato, i due poli si compensino e quindi l'effetto finale non sia esattamente quello desiderato. Se così fosse si potrebbe forse ovviare al problema con delle rotazioni dei vari strati che impediscano quanto sopra, ma comunque a questo punto mi sa che bisogna simulare la struttura per capire il campo magnetico risultante.
"Boboide":
Ciao Ingres sono Roberto nuovo del forum, ho provato a contattarti in privato ma non riesco, puoi contattarmi gentilmente tu?
Ciao Boboide (Roberto), benvenuto nel Forum
Ti ho mandato un messaggio privato. Guarda se lo hai ricevuto e se riesci a rispondermi in replica allo stesso.
Ciao Ingres no purtroppo essendo nuovo non riesco a risponderti in pvt.
Se e quando hai tempo ti lascio il mio contatto basiliko79gmail.com
Se e quando hai tempo ti lascio il mio contatto basiliko79gmail.com
Togli la tua email, non è cosa buona. Per te.
"ingres":
[quote="Stabilo12"]cioè PWM potrebbe creare correnti indotte(non ne sono sicuro chiedo a te),
Dipende a che livello ti metti. Il risultato finale, tramite i filtri passa-basso è un andamento medio, ma la forma d'onda originale ha un elevato contenuto armonico ovvero di sinusoidi a diverse frequenze.
PS: non usare CITA per rispondere ma RISPONDI in basso a sinistra. In questo modo eviti di ripetere tutto il messaggio precedente e probabilmente riesci ad ridurre i problemi del PC[/quote]
Buongiorno Ingres, perdona la mia prolungata assenza, ma ho cambiato telefono e ho divuto aspettare anche il nuovo abbonamento. Comunque sono andato avanti, e ho scoperto una nuova tecnologia e cioè il dipole coil resonant system (DCRS) Molto più semplice e risolve molti problemi di configurazione dell'halbach. Quindi a parer tuo questa tecnologia potrebbe trasmettere con maggiore efficienza il campo magnetico(accoppiamento induttivo) considerando stesse dimensioni e freqeizne dell'halbach ?? Scusami ancora per l'assenza
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