Il software FEMM migliora la precisione nella progettazione di magneti Ndfeb

Selezionare i magneti ottimali al neodimio ferro boro (NdFeB) può essere difficile data la vasta gamma di prodotti disponibili. Questo articolo rivela come il metodo magnetico degli elementi finiti (FEMM) può determinare con precisione le caratteristiche chiave dei magneti NdFeB incollati, consentendo decisioni di progettazione informate e prestazioni migliorate del prodotto.

I magneti NdFeB legati svolgono un ruolo fondamentale in motori, sensori, altoparlanti e numerose altre applicazioni. Le loro prestazioni influiscono direttamente sull'efficienza, sulla precisione e sull'affidabilità del prodotto. Tuttavia, poiché questi magneti sono costituiti da polvere magnetica miscelata con leganti polimerici, le loro proprietà sono influenzate da molteplici fattori tra cui il tipo di polvere, la dimensione delle particelle, il tasso di riempimento e la composizione del legante. Una caratterizzazione accurata è quindi essenziale per l’ottimizzazione della progettazione.

Finite Element Method Magnetics (FEMM) è un robusto strumento open source per la simulazione dei campi elettromagnetici. Gli ingegneri possono utilizzare FEMM per analizzare distribuzioni del campo magnetico, linee di flusso, densità di flusso e altri parametri critici, consentendo l'ottimizzazione della progettazione dei magneti e il miglioramento delle prestazioni. I parametri del magnete NdFeB legato forniti nel presente documento servono come preziosi riferimenti per le simulazioni FEMM.

I parametri dei magneti NdFeB incollati di FEMM rappresentano valori applicativi tipici piuttosto che specifiche dei singoli fornitori, poiché le prestazioni variano da produttore a produttore. Questi parametri forniscono agli utenti un punto di partenza ragionevole che può essere regolato per simulare meglio comportamenti specifici del magnete.

La natura composita dei magneti legati comporta una conduttività elettrica estremamente bassa, tipicamente 0,01 MS/m. Questa caratteristica deve essere considerata durante le simulazioni elettromagnetiche per garantire la precisione.

La permeabilità relativa dei magneti NdFeB legati è correlata al loro prodotto energetico. I magneti dei prodotti a energia inferiore mostrano valori di permeabilità relativa prossimi a 1, mentre la permeabilità aumenta con prodotti a energia più elevata. L'analisi di regressione dei dati del produttore consente una modellazione ragionevole di questa relazione.

A differenza dei magneti sinterizzati, i produttori in genere specificano le gamme di prodotti energetici con magneti incollati con valori nominali posizionati nel punto medio. Per le definizioni dei materiali FEMM, presupporre che i prodotti energetici effettivi siano uguali ai valori nominali semplifica la modellazione.

In assenza di una nomenclatura standardizzata dei magneti legati, FEMM adotta un sistema di denominazione "BNX" dove "BN" significa "NdFeB legato" e "X" rappresenta il prodotto energetico nominale in MGOe. Ad esempio, BN5 denota un magnete NdFeB legato con un prodotto energetico 5 MGOe.

FEMM include gradi di magneti NdFeB legati che vanno da 1 MGOe a 10 MGOe con incrementi di 1 MGOe. La tabella seguente descrive in dettaglio i parametri prestazionali di questi gradi:

L'utilizzo dei parametri dei magneti NdFeB incollati di FEMM consente simulazioni accurate delle prestazioni e ottimizzazioni del progetto, tra cui:

• Ottimizzazione della geometria del magnete:La regolazione della forma e delle dimensioni migliora la distribuzione del campo e l'utilizzo del flusso.
• Selezione del grado:Scelta dei gradi di magnete appropriati in base ai requisiti dell'applicazione.
• Valutazione delle prestazioni:Simulazione del comportamento in varie condizioni operative per valutare l'affidabilità.

La comprensione accurata delle proprietà dei magneti NdFeB legati è fondamentale per l'ottimizzazione della progettazione. I parametri e le capacità di simulazione di FEMM forniscono informazioni preziose per la valutazione delle prestazioni e il processo decisionale. Questa metodologia facilita lo sviluppo di prodotti competitivi attraverso la selezione e l'applicazione informata dei magneti.