Portal de Eventos da ULBRA., XVI FÓRUM DE PESQUISA CIENTÍFICA E TECNOLÓGICA

Tamanho da fonte: 
ANÁLISE DO EMPREGO DE MATERIAIS COMPÓSITOS MAGNÉTICOS MACIOS NA CONSTRUÇÃO DE DISPOSITIVOS ELETROMAGNÉTICOS
Marilia Amaral da Silveira, José Carlos Krause de Verney, João Carlos Vernetti dos Santos

Última alteração: 29-08-2016

Resumo


Este trabalho apresenta os resultados da análise do uso de materiais compósitos magnéticos macios (soft magnetic composite - SMC) na construção de núcleos de dispositivos eletromagnéticos. Os SMC´s são materiais produzidos por compactação de pó de ferro misturado nas devidas proporções a um material dielétrico, que confere isolação elétrica aos grãos de ferro. Os SMC´s são materiais adequados para a construção de núcleos de dispositivos eletromagnéticos submetidos a campos magnéticos variáveis, pois reduzem as perdas magnéticas. A variação da densidade de fluxo magnético estabelece correntes parasitas, que produzem o aquecimento do material ferromagnético. Esse efeito reduz a eficiência de dispositivos eletromagnéticos. Em uma etapa anterior do projeto, foram produzidas amostras de SMC com diferentes teores de dielétrico (baquelita), nas frações de 1%, 3% e 5%, e compactadas com pressões de 400 MPa e 600 MPa, resultando em seis tipos diferentes de materiais. Testes foram realizados com o objetivo de obter-se a curva de magnetização de cada uma das amostras produzidas e a resistividade das mesmas. A utilização de SMC na construção de núcleos de dispositivos eletromagnéticos foi avaliada por meio da análise numérica de protótipos de motores elétricos lineares. O objetivo foi avaliar a força de tração, que produz o movimento do motor, e as perdas de potência no núcleo do primário. A análise foi realizada através do programa FEMM 4.2, que possibilitou a simulação do comportamento do campo magnético e o cálculo das forças produzidas. Em cada simulação, foi empregado um dos seis tipos de SMC na construção do núcleo do primário dos dispositivos projetados. Os resultados foram comparados com resultados obtidos da análise dos mesmos protótipos projetados com um material tradicionalmente utilizado na construção de núcleos, o aço-silício laminado M36. Os resultados das simulações de um motor linear de indução trifásico mostraram que o mesmo desenvolve uma força de tração de 7,7 N e apresenta uma perda de potência no núcleo do primário de 0,0716 W para uma corrente por fase de 2 A em 60 Hz, quando o material utilizado nesse núcleo é o aço-silício laminado M36. Quando as simulações foram repetidas com o mesmo motor, considerando que o material utilizado no núcleo do primário é um dos SMC’s produzidos, os valores de força variaram de 4,6 N (SMC3) até 5,9 N (SMC4). Os valores das perdas de potência no núcleo do primário variaram de 0,00086 W (SMC3) a 0,009 W (SMC4). As simulações do motor linear com núcleo do primário composto de SMC mostraram que a força de tração resultou sempre inferior àquela produzida quando utilizado o aço silício M36, aqui tomado como referência, apresentando uma diferença percentual de 40,26% para o SMC3 e de 23,37% para o SMC4. No entanto, as perdas de potência no núcleo foram significativamente menores nos SMC’s em relação ao aço silício M36, sendo que o SMC3 apresenta uma diferença de 98,8%, e o SMC4, uma diferença de 87,3%.

Palavras-chave


Compósitos magnéticos macios, análise numérica, motor elétrico linear, simulação eletromagnética, perda de potência

Texto completo: PÔSTER