Dans les moteurs, générateurs et machines électriques similaires, le courant électrique qui les alimente génère des champs magnétiques qui magnétisent certains des composants métalliques.

Choisir le bon matériau magnétique est crucial pour concevoir des machines efficaces, ainsi, des chercheurs de l'Institute of Electrical Machines (IEM) de l'université RWTH d'Aix-la-Chapelle en Allemagne ont analysé le système existant de caractérisation des matériaux magnétiques doux, qui sont facilement magnétisés. Pour identifier un meilleur système de contrôle de la qualité, ils ont examiné plusieurs facteurs qui peuvent affecter l'incertitude inhérente à la mesure des propriétés magnétiques. Leurs résultats sont publiés cette semaine dans le Avances AIP .

Un exemple de matériau magnétique doux que les fabricants utilisent pour fabriquer des générateurs, moteurs électriques et transformateurs est en acier à faible teneur en carbone. Généralement, ces matériaux servent à guider et à amplifier le flux magnétique lors de la conversion entre l'énergie mécanique et électrique dans ces machines. Les mesures magnétiques permettent aux fabricants de caractériser ces matériaux et de calculer la quantité d'énergie perdue en raison du processus de magnétisation.

"Les procédés de fabrication tels que la découpe de la tôle d'acier influencent le comportement du matériau magnétique doux, ", a déclaré Silas Elfgen de l'Université RWTH d'Aix-la-Chapelle. "Par conséquent, une telle influence doit être mesurée et nous devons être en mesure de modéliser de tels effets parasites."

Des méthodes normalisées d'évaluation des propriétés magnétiques existent, mais les chercheurs les ont trouvés inadéquats pour des applications telles que la conception d'entraînements de traction dans les véhicules. Ils ont utilisé l'un des instruments de test standard, appelé un testeur de feuille unique, pour caractériser les matériaux magnétiques doux à travers une gamme de fréquences et de densités de flux magnétique.

Leurs tests ont montré que les paramètres actuellement utilisés décrivant les qualités de mesure ne sont pas suffisants pour évaluer avec précision les incertitudes qui surviennent aux fréquences et aux niveaux de magnétisation de certaines applications actuellement d'intérêt. Ils ont également examiné des facteurs supplémentaires qui influencent la caractérisation et mesuré dans quelle mesure chaque paramètre contribue à l'incertitude. Ils proposent que ces incertitudes peuvent guider la sélection du matériau magnétique doux le plus approprié pour une machine électrique spécifique.

"Ces analyses peuvent être utilisées par tous ceux qui travaillent avec des caractéristiques magnétiques et des paramètres de modèles magnétiques, " dit Elfgen. " Plus loin, il peut être utilisé dans l'assurance qualité d'un produit pour définir les caractéristiques de la production."