Το λογισμικό FEMM βελτιώνει την ακρίβεια στο σχεδιασμό μαγνητών Ndfeb

Η επιλογή των βέλτιστων συνδεδεμένων μαγνητών νεοδυμίου σιδήρου βορίου (NdFeB) μπορεί να είναι δύσκολη, δεδομένης της τεράστιας ποικιλίας διαθέσιμων προϊόντων. Αυτό το άρθρο αποκαλύπτει πώς οι μαγνητικές μέθοδοι πεπερασμένων στοιχείων (FEMM) μπορούν να προσδιορίσουν με ακρίβεια βασικά χαρακτηριστικά των συνδεδεμένων μαγνητών NdFeB, επιτρέποντας τεκμηριωμένες αποφάσεις σχεδιασμού και βελτιωμένη απόδοση προϊόντος.

Οι συγκολλημένοι μαγνήτες NdFeB παίζουν κρίσιμους ρόλους σε κινητήρες, αισθητήρες, μεγάφωνα και πολλές άλλες εφαρμογές. Η απόδοσή τους επηρεάζει άμεσα την αποτελεσματικότητα, την ακρίβεια και την αξιοπιστία του προϊόντος. Ωστόσο, καθώς αυτοί οι μαγνήτες αποτελούνται από μαγνητική σκόνη αναμεμειγμένη με πολυμερή συνδετικά, οι ιδιότητές τους επηρεάζονται από πολλούς παράγοντες όπως ο τύπος σκόνης, το μέγεθος σωματιδίων, ο ρυθμός πλήρωσης και η σύνθεση συνδετικού. Ο ακριβής χαρακτηρισμός είναι επομένως απαραίτητος για τη βελτιστοποίηση του σχεδιασμού.

Το Magnetics με τη μέθοδο πεπερασμένων στοιχείων (FEMM) είναι ένα ισχυρό εργαλείο ανοιχτού κώδικα για την προσομοίωση ηλεκτρομαγνητικών πεδίων. Οι μηχανικοί μπορούν να χρησιμοποιήσουν το FEMM για να αναλύσουν τις κατανομές μαγνητικού πεδίου, τις γραμμές ροής, την πυκνότητα ροής και άλλες κρίσιμες παραμέτρους, επιτρέποντας τη βελτιστοποίηση του σχεδιασμού των μαγνητών και τη βελτίωση της απόδοσης. Οι δεσμευμένες παράμετροι μαγνήτη NdFeB που παρέχονται εδώ χρησιμεύουν ως πολύτιμες αναφορές για προσομοιώσεις FEMM.

Οι δεσμευμένες παράμετροι μαγνήτη NdFeB της FEMM αντιπροσωπεύουν τυπικές τιμές εφαρμογής και όχι προδιαγραφές από μεμονωμένους προμηθευτές, καθώς η απόδοση ποικίλλει μεταξύ των κατασκευαστών. Αυτές οι παράμετροι παρέχουν στους χρήστες ένα εύλογο σημείο εκκίνησης που μπορεί να προσαρμοστεί για την καλύτερη προσομοίωση συγκεκριμένων συμπεριφορών μαγνητών.

Η σύνθετη φύση των συνδεδεμένων μαγνητών έχει ως αποτέλεσμα εξαιρετικά χαμηλή ηλεκτρική αγωγιμότητα, συνήθως 0,01 MS/m. Αυτό το χαρακτηριστικό πρέπει να λαμβάνεται υπόψη κατά τις ηλεκτρομαγνητικές προσομοιώσεις για να εξασφαλιστεί η ακρίβεια.

Η σχετική διαπερατότητα των συνδεδεμένων μαγνητών NdFeB συσχετίζεται με το ενεργειακό τους προϊόν. Οι μαγνήτες προϊόντων χαμηλότερης ενέργειας παρουσιάζουν τιμές σχετικής διαπερατότητας που πλησιάζουν το 1, ενώ η διαπερατότητα αυξάνεται με προϊόντα υψηλότερης ενέργειας. Η ανάλυση παλινδρόμησης των δεδομένων κατασκευαστή επιτρέπει τη λογική μοντελοποίηση αυτής της σχέσης.

Σε αντίθεση με τους πυροσυσσωματωμένους μαγνήτες, οι κατασκευαστές συνήθως καθορίζουν σειρές προϊόντων ενέργειας συνδεδεμένου μαγνήτη με ονομαστικές τιμές τοποθετημένες στο μέσο. Για τους ορισμούς των υλικών FEMM, η παραδοχή ίσων ονομαστικών τιμών πραγματικών ενεργειακών προϊόντων απλοποιεί τη μοντελοποίηση.

Ελλείψει τυποποιημένης ονοματολογίας συνδεδεμένου μαγνήτη, το FEMM υιοθετεί ένα σύστημα ονομασίας "BNX" όπου το "BN" σημαίνει "Bonded NdFeB" και το "X" αντιπροσωπεύει το ονομαστικό ενεργειακό προϊόν στο MGOe. Για παράδειγμα, το BN5 υποδηλώνει έναν συνδεδεμένο μαγνήτη NdFeB με ενεργειακό προϊόν 5 MGOe.

Το FEMM περιλαμβάνει δεσμευμένους βαθμούς μαγνήτη NdFeB που κυμαίνονται από 1 MGOe έως 10 MGOe σε προσαυξήσεις 1 MGOe. Ο παρακάτω πίνακας περιγράφει λεπτομερώς τις παραμέτρους απόδοσης αυτών των βαθμών:

Η χρήση των συνδεδεμένων παραμέτρων μαγνήτη NdFeB του FEMM επιτρέπει ακριβείς προσομοιώσεις απόδοσης και βελτιστοποιήσεις σχεδιασμού, συμπεριλαμβανομένων:

• Βελτιστοποίηση γεωμετρίας μαγνήτη:Η προσαρμογή του σχήματος και των διαστάσεων βελτιώνει την κατανομή του πεδίου και τη χρήση της ροής.
• Επιλογή βαθμού:Επιλογή κατάλληλων βαθμών μαγνητών με βάση τις απαιτήσεις εφαρμογής.
• Αξιολόγηση απόδοσης:Προσομοίωση συμπεριφοράς κάτω από διάφορες συνθήκες λειτουργίας για την αξιολόγηση της αξιοπιστίας.

Η ακριβής κατανόηση των ιδιοτήτων του συνδεδεμένου μαγνήτη NdFeB είναι θεμελιώδης για τη βελτιστοποίηση του σχεδιασμού. Οι παράμετροι και οι δυνατότητες προσομοίωσης του FEMM παρέχουν πολύτιμες πληροφορίες για την αξιολόγηση της απόδοσης και τη λήψη αποφάσεων. Αυτή η μεθοδολογία διευκολύνει την ανάπτυξη ανταγωνιστικών προϊόντων μέσω της ενημερωμένης επιλογής και εφαρμογής μαγνητών.