La sélection des aimants néodyme fer bore (NdFeB) optimaux peut s'avérer difficile étant donné la vaste gamme de produits disponibles. Cet article révèle comment la méthode magnétique des éléments finis (FEMM) peut déterminer avec précision les caractéristiques clés des aimants NdFeB liés, permettant ainsi des décisions de conception éclairées et des performances de produit améliorées.
Pourquoi les propriétés des aimants NdFeB liés sont importantes
Les aimants NdFeB liés jouent un rôle essentiel dans les moteurs, les capteurs, les haut-parleurs et de nombreuses autres applications. Leurs performances ont un impact direct sur l’efficacité, la précision et la fiabilité du produit. Cependant, comme ces aimants sont constitués de poudre magnétique mélangée à des liants polymères, leurs propriétés sont influencées par de multiples facteurs, notamment le type de poudre, la taille des particules, le taux de remplissage et la composition du liant. Une caractérisation précise est donc essentielle pour l’optimisation de la conception.
FEMM : un outil puissant pour l'analyse des aimants
Finite Element Method Magnetics (FEMM) est un outil open source robuste pour simuler les champs électromagnétiques. Les ingénieurs peuvent utiliser FEMM pour analyser les distributions de champ magnétique, les lignes de flux, la densité de flux et d'autres paramètres critiques, permettant ainsi d'optimiser la conception des aimants et d'améliorer les performances. Les paramètres de l'aimant NdFeB lié fournis ici servent de références précieuses pour les simulations FEMM.
Définition des propriétés du NdFeB lié dans FEMM : équilibre entre généralité et aspect pratique
Les paramètres de l'aimant NdFeB lié de FEMM représentent des valeurs d'application typiques plutôt que des spécifications de fournisseurs individuels, car les performances varient d'un fabricant à l'autre. Ces paramètres fournissent aux utilisateurs un point de départ raisonnable qui peut être ajusté pour mieux simuler des comportements magnétiques spécifiques.
Conductivité électrique : caractéristiques conductrices faibles
La nature composite des aimants liés se traduit par une conductivité électrique extrêmement faible, généralement de 0,01 MS/m. Cette caractéristique doit être prise en compte lors des simulations électromagnétiques pour garantir la précision.
Perméabilité relative : la relation entre les produits énergétiques
La perméabilité relative des aimants NdFeB liés est en corrélation avec leur produit énergétique. Les aimants de produits à faible énergie présentent des valeurs de perméabilité relative proches de 1, tandis que la perméabilité augmente avec les produits à énergie plus élevée. L'analyse de régression des données des fabricants permet une modélisation raisonnable de cette relation.
Considérations sur les produits énergétiques : valeurs nominales comme références
Contrairement aux aimants frittés, les fabricants spécifient généralement des gammes de produits énergétiques pour aimants liés avec des valeurs nominales positionnées au milieu. Pour les définitions de matériaux FEMM, le fait de supposer que les produits énergétiques réels sont égaux à des valeurs nominales simplifie la modélisation.
Désignation de qualité NdFeB lié de FEMM : la convention de dénomination BNX
En l'absence de nomenclature normalisée des aimants liés, FEMM adopte un système de dénomination « BNX » où « BN » signifie « NdFeB lié » et « X » représente le produit énergétique nominal en MGOe. Par exemple, BN5 désigne un aimant NdFeB lié avec un produit énergétique de 5 MGOe.
Paramètres de performance détaillés des qualités NdFeB liées de FEMM
FEMM comprend des qualités d'aimants NdFeB liés allant de 1 MGOe à 10 MGOe par incréments de 1 MGOe. Le tableau ci-dessous détaille les paramètres de performance de ces qualités :
Tableau 1 : Paramètres de qualité de l'aimant NdFeB lié FEMM (20 °C)
| Grade |
Hmaximum(MGOe) |
Br(T) |
Br(kG) |
HCB(kA/m) |
HCB(koe) |
| NE1 |
1 |
0,208 |
2.08 |
153 |
1,92 |
| NE2 |
2 |
0,297 |
2,97 |
215 |
2,70 |
| NE3 |
3 |
0,367 |
3,67 |
260 |
3.27 |
| NE4 |
4 |
0,427 |
4.27 |
298 |
3,75 |
| NE5 |
5 |
0,482 |
4,82 |
330 |
4.15 |
| BN6 |
6 |
0,532 |
5.32 |
359 |
4.51 |
| NE7 |
7 |
0,580 |
5,80 |
384 |
4,83 |
| NE8 |
8 |
0,625 |
6h25 |
409 |
5.12 |
| NE9 |
9 |
0,668 |
6,68 |
429 |
5.39 |
| NE10 |
10 |
0,710 |
7.10 |
448 |
5,63 |
Optimisation des conceptions grâce à la simulation de champ magnétique FEMM
L'utilisation des paramètres de l'aimant NdFeB lié de FEMM permet des simulations de performances précises et des optimisations de conception, notamment :
-
Optimisation de la géométrie des aimants :L'ajustement de la forme et des dimensions améliore la répartition du champ et l'utilisation du flux.
-
Sélection des notes :Choisir les qualités d'aimant appropriées en fonction des exigences de l'application.
-
Évaluation des performances :Simulation du comportement dans diverses conditions de fonctionnement pour évaluer la fiabilité.
Conclusion : caractérisation précise pour des conceptions supérieures
Une compréhension précise des propriétés des aimants NdFeB liés est fondamentale pour l’optimisation de la conception. Les paramètres et les capacités de simulation de FEMM fournissent des informations précieuses pour l'évaluation des performances et la prise de décision. Cette méthodologie facilite le développement de produits compétitifs grâce à une sélection et une application éclairées des aimants.
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