Simulace FEM a výpočty magnetů

Pomocí simulací FEM (Finite Elements Method) naši inženýři navrhují sestavy magnetů ve 2D i 3D. Včasná aplikace simulací a výpočtů zabraňuje chybám v návrhu, zlevňuje váš produkt a poskytuje přímý náhled na provoz vašeho prototypu nebo koncového produktu.

Výhody simulací FEM pro vás:

• zkracují čas uvedení vašeho výrobku na trh;
• předchází chybám v návrhu;
• rychlý náhled na provoz prototypu, magnetu nebo sestavy;
• optimalizovaný, nákladově efektivní produkt;
• snížené riziko výrobních chyb;
• Šetří čas a peníze.

Optimalizace magnetického výkonu pomocí FEM
Magnetický materiál, jako je neodym, je vzácný. Proto je mimořádně důležité používat tento materiál optimálně. Simulace FEM a naše zkušenosti a znalosti magnetismu nám umožňují přesně předvídat, jak se bude magnet chovat, pokud jde o:

• hloubku magnetického pole
• vlivu na senzor v blízkosti a související spínací akci;
• maxima a minima v magnetickém poli na povrchu
• maximální sílu magnetu ve vztahu k jinému (feromagnetickému) předmětu
• zbytkový magnetismus přítomný při zapnutí a vypnutí (u přepínatelných magnetů)
• separaci částic z toku produktu např. tok čokoládového prášku

Chcete se dozvědět více? Podívejte se na naše Bílé knihy.

Společnost Goudsmit vám může pomoci vypočítat správnou kvalitu magnetu pro vaši aplikaci. Magnety mohou časem ztratit svou magnetickou přídržnou sílu. To má řadu příčin, jako jsou výkyvy teploty nebo protilehlá magnetická pole, která vyvíjejí tlak. Naši odborníci provádějí stanovení kvality magnetů, aby zabránili ztrátě jejich síly nebo nežádoucí demagnetizaci sestav magnetů.
 

Hodnocení kvality od N35 do N52UH a dále

Různé magnetické materiály mají vlastní hodnocení kvality. Naši odborníci vám pomohou určit kvalitu vašeho magnetického materiálu. Toto je vyjádřeno názvy kvality, které označují výši maximálního energetického součinu. Obvykle v jednotce MGOe (Mega Gauss Oersted). Maximální energetický součin je měřítkem síly magnetu. U neodymových magnetů se to odráží v hodnoceních Nxx. Čím vyšší je hodnota N, například N52, tím vyšší je maximální energetický součin a tím silnější je magnet.
 

Co určuje maximální energetický součin?

Optimální kvalitu vašeho magnetu, a tím i maximální energetický součin, určíme výpočtem účinku zvolené kvality magnetu na vaši aplikaci. Ve výpočetním softwaru porovnáváme magnetické vlastnosti vybraného magnetického materiálu, jako je demagnetizační křivka. Zohledňujeme také teplotu, protože může významně změnit vlastnosti magnetu. Například neodym je nejsilnějším materiálem při normálních teplotách, ale samarium-kobalt je často nejsilnějším magnetem při vyšších teplotách.

Které magnetické materiály jsou k dispozici?

Rozlišujeme různé typy magnetických materiálů, z nichž každý má vlastní hodnocení (stupeň), a proto maximální energetický součin:

Magnetický materiál  –  maximální energetický součin

• Neodym  -  35–52 MGoe
• Samarium- kobalt -  20–32 MGoe 
• Ferit  –  1–5 MGoe
• Alnico  -  5–9 MGoe

Naši inženýři vám pomohou určit přesnou přídržnou sílu. Tím se předchází překvapení při testování prototypů.
 

Co je magnetická přídržná síla?
Magnetická přídržná síla je síla potřebná k odtržení magnetu od jiného magnetu nebo ocelové desky. Další definice je: maximální hmotnost, kterou lze zavěsit kolmo na magnet, převedená z kilogramů na newtony. Tuto sílu ovlivňuje několik faktorů, například:

• magnetický materiál
• objem objektu – například tloušťka ocelové desky
• teplota
• povlak, kterým je použitý na konečnou povrchovou úpravu magnetu.

Proč počítáváme přídržnou sílu?
Naši odborníci používají složité výpočty a simulace vašeho návrhu produktu, aby přesně určili, jaká je magnetická přídržná síla za různých okolností. Tím je zajištěn správný provoz vašeho výrobku. U různých aplikací, pohybů a proměnných může být magnetická přídržná síla nižší, než se očekávalo, což vede k tomu, že váš produkt nesplňuje specifikace. Síla může být také větší než specifikovaná síla, takže pro vaši aplikaci může být také dostatečný slabší nebo menší, a proto nákladově efektivnější magnet. Takže aby vás nic nepříjemně nepřekvapilo, požádejte naše odborníky, aby vám pomohli s výběrem magnetů pomocí simulací.

Může se také stát, že přídržná síla pro vás není tak důležitá, ale síla mezi magnetem a jiným předmětem v určité vzdálenosti, označovaná jako „vzduchová mezera“, je důležitější. Tuto sílu pro vás také můžeme vypočítat.

Naši inženýři vám to rádi vypočítají. Pomohou také určit nejlepší magnet pro požadovanou sílu magnetického pole. Tím je zajištěno, že nemusíte k dosažení cíle aplikace používat zbytečnou sílu. Výběr správné kvality magnetu šetří náklady.

Výpočet magnetického pole a hustoty toku

Síla magnetického pole je často vyjádřena velikostí hustoty magnetického toku. „e“ je vektorová veličina s určitou silou a směrem a se třemi komponentami (ve směru x, y a z). Vyjadřujeme hustotu magnetického toku v tesla nebo gaussu. Tesla je oficiální jednotka, ale gauss byl a stále je široce používán (Poznámka: 1  tesla = 10 000  gaussů).

Naši odborníci vám pomocí špičkového softwaru pomohou vypočítat hustoty toku magnetického pole. To vám nabízí jistotu ohledně dokonalého provozu vašeho produktu.
 

Ověření směru polarizace pro zajištění bezpečnosti

Měříme směr polarizace magnetů, abychom zajistili, že umístění severního a jižního pólu splňuje určené specifikace. Tímto způsobem zabraňujeme příliš brzkému nebo příliš pozdnímu přepnutí při použití magnetu například v kombinaci se senzorem. Stanovení směru polarizace je součástí řady magnetických výpočtů, které pro vás společnost Goudsmit může provést.

Remanence je měřítko pro magnetizaci
Remanence je měřítkem magnetismu, který zůstane v magnetu, když je magnetizován. Magnetizace se provádí aplikací silného externího magnetického pole na materiál, který má být magnetizován. Toto pole zajišťuje, že všechny vnitřní oblasti se stejným směrem magnetizace, také nazývané Weissovy domény, míří stejným směrem.

Pouze s takovým nasměrováním těchto oblastí, která má zesilující účinek, získáme dostatečně silný magnet. Pokud externí pole zmizí, stejně jako nasměrování Weissových domén, nazýváme to měkký magnetický materiál. Pokud nasměrování zůstává, kvůli vnitřním třecím silám materiálu, nazýváme to tvrdým nebo permanentním magnetickým materiálem. Remanence ukazuje množství magnetismu, které v materiálu zůstává.

Koercivita je míra schopnosti magnetu odolávat demagnetizaci, je-li poblíž externí magnetické pole. Jedná se tedy o odolnost materiálu proti změně směru magnetizace ve Weissových doménách takovýmto polem.

Naši specialisté mohou použít permagraf k přesnému určení remanence (vyjádřená v tesla).

Použijte kontaktní formulář a požádejte je, aby vám pomohli se simulacemi, výpočty a testy při výběru materiálu a ušetřili cenný čas během procesu vývoje.