Ein Halbach-Array ist ein magnetisches Array, das mithilfe von Permanentmagneten, die mit einem räumlich rotierenden Magnetfeldvektor angeordnet sind, ein starkes Magnetfeld erzeugt, wodurch das Magnetfeld auf der einen Seite gebündelt und verstärkt und auf der anderen Seite aufgehoben wird. Halbach-Arrays sind in der Lage, sehr hohe und gleichmäßige Flussdichten zu erreichen, ohne dass eine Energiezufuhr oder Kühlung erforderlich ist, die ein Elektromagnet erfordern würde.
Ein Halbach-Array ist eine spezielle Anordnung von Permanentmagneten, die das Magnetfeld auf einer Seite des Arrays verstärkt, während es auf der anderen Seite auf nahezu Null aufgehoben wird. Dies unterscheidet sich stark vom Magnetfeld um einen einzelnen Magneten. Bei einem einzelnen Magneten haben Sie auf beiden Seiten des Magneten ein Magnetfeld gleicher Stärke, wie unten gezeigt:
Links ist ein einzelner Magnet dargestellt, dessen Nordpol durchgehend nach oben zeigt. Die durch die Farbskala angezeigte Feldstärke ist auf der Ober- und Unterseite des Magneten gleich stark. Im Gegensatz dazu hat das rechts gezeigte Halbach-Array oben ein sehr starkes Feld und unten ein ziemlich schwaches Feld. Der einzelne Magnet wird hier als 5 Würfel wie die Halbach-Anordnung dargestellt, wobei jedoch alle Nordpole nach oben zeigen. Magnetisch gesehen entspricht dies einem einzelnen langen Magneten.
Der Effekt wurde erstmals 1973 von John C. Mallinson entdeckt und diese „einseitigen Fluss“-Strukturen wurden von ihm zunächst als Kuriosität beschrieben (Link zum IEEE-Papier). In den 1980er Jahren erfand der Physiker Klaus Halbach unabhängig das Halbach-Array zur Fokussierung von Teilchenstrahlen, Elektronen und Lasern.
Viele Komponenten moderner Technik werden vom Halbach-Array angetrieben. Beispielsweise sind Halbach-Zylinder magnetisierte Zylinder, die ein intensives, aber begrenztes Magnetfeld erzeugen können. Diese Zylinder werden in Geräten wie bürstenlosen Motoren, Magnetkupplungen und Hochfeld-Partikelfokussierungszylindern verwendet. Sogar einfache Kühlschrankmagnete verwenden Halbach-Arrays – sie sind auf einer Seite stark, haften aber auf der gegenüberliegenden Seite kaum. Wenn Sie einen Magneten sehen, dessen Magnetfeld auf der einen Seite zunimmt und auf der anderen Seite abnimmt, beobachten Sie die Halbach-Anordnung in Aktion.
Honsen Magnetics stellt seit langem Permanentmagnet-Halbach-Arrays für industrielle und technische Anwendungen her. Wir sind auf den technischen Entwurf, die Konstruktion und die Herstellung von mehrsegmentigen, kreisförmigen und linearen (planaren) Halbach-Arrays und Magnetbaugruppen vom Halbach-Typ spezialisiert und bieten Mehrfachpolkonfigurationen mit hohen Feldkonzentrationen und hoher Gleichmäßigkeit.
