Bobinage du dispositif de magnétisation pour un capteur magnétique en anneau
By chameleon | 07 décembre 2022
En coopération avec d’autres entreprises, les ingénieurs de Bunting développent de nombreux modèles de produits magnétiques, de la phase de conception à la production. Ce projet est axé sur la faisabilité de la conception, fabrication et livraison d’un aimant permanent en anneau en vue de produire une onde d’induction magnétique de forme sinusoïdale variable pour un capteur. Une onde sinusoïdale ou une sinusoïde est une courbe mathématique qui décrit de faibles oscillations périodiques et forme une onde continue.En coopération avec d’autres entreprises, les ingénieurs de Bunting développent de nombreux modèles de produits magnétiques, de la phase de conception à la production. Ce projet est axé sur la faisabilité de la conception, fabrication et livraison d’un aimant permanent en anneau en vue de produire une onde d’induction magnétique de forme sinusoïdale variable pour un capteur. Une onde sinusoïdale ou une sinusoïde est une courbe mathématique qui décrit de faibles oscillations périodiques et forme une onde continue.
Le plan du projet
Un projet réalisable de la conception à la production passe par quatre étapes essentielles :
- Modélisation – la modélisation par éléments finis de la géométrie de l’aimant a permis aux ingénieurs d’évaluer la faisabilité de production d’une onde d’induction magnétique de forme sinusoïdale variable
- Matériau magnétique – examen de tous les matériaux magnétiques disponibles, capables de générer l’onde d’induction magnétique requise avec la bonne magnitude
- Aimantation – réflexions quant à la meilleure méthode d’aimantation de l’anneau magnétique en se concentrant sur le design du dispositif de magnétisation
- Paramètres de fonctionnement – évaluation des problèmes mécaniques potentiels liés à la grande vitesse de rotation et aux températures élevées
Modélisation de l’anneau magnétique
La modélisation 2D par éléments finis de l’anneau magnétique a permis de déterminer la taille idéale de l’aimant et le design du dispositif afin de générer une onde d’induction magnétique présentant le taux le plus faible de distorsion harmonique totale, le plus près possible de la surface de l’aimant. Plus de 750 essais ont fourni les données requises pour arriver à cette conclusion : pour réaliser un aimant isotrope en anneau, il est possible, en concevant minutieusement un dispositif de magnétisation multipolaire, de développer un aimant produisant une onde d’induction magnétique de forme sinusoïdale et ce, dans l’espace disponible, à une distance de 1 mm au-dessus de la surface de l’aimant.
Aimantation
La technique d’aimantation est déterminée par le type d’aimant. L’énergie requise pour magnétiser l’aimant au néodyme avec liant était sept fois plus grande que celle pour la ferrite, ce qui aurait un impact sur la structure du magnétiseur et du système de commande.
Le dispositif de magnétisation présente un bobinage avec un grand nombre de tours, permettant d’obtenir une véritable forme d’onde sinusoïdale avec une très faible distorsion harmonique.
Contraintes mécaniques
Les aimants au néodyme avec liant et ceux en céramique ferromagnétique présentent différentes caractéristiques mécaniques. L’équipe de concepteurs a tenu compte de l’intégrité physique et de la performance magnétique des deux matériaux lorsqu’ils sont soumis à une haute vitesse de rotation (environ 8 000 t/min.) et à une température élevée (jusqu’à 120 °C).
Conclusion
L’équipe du projet est arrivée à la conclusion qu’un anneau magnétique en ferrite isotrope génèrerait une onde d’induction mécanique de forme sinusoïdale et ce, dans les limites de distorsion harmonique totale spécifiées.
En outre, l’anneau magnétique en ferrite coûtait 10 % moins cher que celui au néodyme. En conséquence, les dépenses totales occasionnées par le travail de conception ont pu être compensées en une seule année grâce aux économies réalisées au niveau du matériau magnétique. Ce projet a mis en évidence les avantages en termes de finance et de performance apportés par l’évaluation du design d’un aimant à un stade précoce.
Des recherches supplémentaires ont été nécessaires pour finaliser le concept.
Conception des aimants et ensembles magnétiques
Bunting conçoit, fabrique et fournit un grand choix d’aimants, de dispositifs de calibrage magnétique, magnétiseurs, aimants et ensembles magnétiques. La plupart des produits sont réalisés sur mesure pour répondre à des applications spécifiques. Pour obtenir plus de renseignements sur l’un des produits mentionnés dans cet article ou des ensembles et modèles magnétiques sur mesure, contactez-nous aux coordonnées suivantes :
