Conception et test de dispositifs électriques avec des composites magnétiques doux
La poudre de fer isolante, lorsqu'elle est compactée et traitée thermiquement, constitue une alternative attrayante au laminage traditionnel d'acier dans des composants exigeant des matériaux magnétiques doux. Les parties à dimensions finies au cours d'une opération unique permettent de construire des machines électriques présentant des champs magnétiques en trois dimensions, tout en réduisant les coûts de production. En outre, leurs propriétés magnétiques isotropes offrent une liberté sans précédent au niveau de la conception avec, à la clé, des bénéfices considérables. Quoi qu'il en soit, les composants diélectromagnétiques ne représentent qu'une petite partie des composants magnétiques utilisés, en raison du manque d'informations disponibles sur les caractéristiques de ces matériaux. Dans un effort pour développer leur utilisation, les chercheurs ont effectué des tests sur des noyaux d'inducteurs à base de différents types de composants diélectromagnétiques et ont examiné leurs propriétés magnétiques. Ils ont par ailleurs mesuré la perte totale d'énergie en fonction de différents paramètres d'exploitation, comme la température et la fréquence. Les tests ont été réalisés sur des spécimens en anneau à base de poudre de fer contenant 0,1% ou 0,5% de composants diélectrique et les résultats ont permis d'obtenir de précieuses informations sur les mécanismes sous-jacents affectant la dissipation d'énergie. Il semble que ce soit la perte par hystérésis qui influence le plus la diminution de la perte d'énergie totale des composants diélectromagnétiques avec augmentation de la température. En fait, à 5Hz, une diminution inférieure à 7% de la perte totale d'énergie a été observée entre 24°C et 100°C. L'isolation suffisante induite par la présence de composants diélectriques entre les particules de fer a confirmé le faible changement de résistivité dans les échantillons examinés. Les chercheurs ont par ailleurs tenté d'établir la possibilité de concevoir des noyaux magnétiques de différentes formes et tailles sans avoir à s'inquiéter de la détérioration des propriétés magnétiques. Une bonne connaissance de ces propriétés est nécessaire en vue du calcul correct des circuits magnétiques et a une influence déterminante sur la conception finale et les paramètres des machines électriques. Ces résultats pourraient déboucher sur la conception d'un circuit magnétique exploitant les possibilités de mise en forme uniques offertes par la technologie des composites magnétiques doux (SMC).
