Componentes magnéticos têm sido utilizados em diversos dispositivos eletrônicos de potência há décadas. Eles são usados em uma ampla gama de aplicações. Para implementar os componentes magnéticos projetados, é essencial ter um bom conhecimento dos materiais magnéticos e tecnologia.
No artigo anterior, aprendemos sobre os aspectos básicos dos materiais magnéticos, incluindo sua classificação, materiais do núcleo e formas. Continue lendo para aprender mais sobre vários tamanhos de núcleo, conjunto de núcleo, escolha de componentes e aplicações de materiais magnéticos.
Tamanhos principais
O núcleo magnético é um projeto específico de material magnético em uma forma particular que possui alta permeabilidade magnética. É empregado para confinar e guiar os campos magnéticos em dispositivos elétricos, eletromecânicos e magnéticos.
O núcleo é normalmente feito de um material ferromagnético, como o ferro, ou de compostos ferrimagnéticos, como a ferrita. A ideia por trás do uso de material de alta permeabilidade para esse propósito é ser capaz de ter as linhas do campo magnético concentradas no material do núcleo.
O tamanho do núcleo varia para diferentes aplicações com base na potência ou nível de energia do material do núcleo. Existem vários tamanhos padrão disponíveis no mercado para atender às necessidades e também espaço para personalizar os tamanhos para aplicações especializadas.
O tamanho do formador da bobina depende do tamanho do núcleo e precisa ser escolhido de acordo. As fichas técnicas fornecidas pelo fabricante são úteis para revisar os tamanhos padrão do núcleo magnético e outros componentes relacionados.
Conjunto Central
Todo o conjunto do núcleo compreende um formador de bobina, núcleo e o hardware de montagem [1]. Normalmente, o núcleo magnético é dividido em duas metades. Eles vêm como pares combinados que precisam ser montados e usados apenas como um par.
As planilhas de dados do fabricante fornecem informações valiosas sobre as necessidades de ciclos de temperatura e agentes de limpeza para facilitar o desempenho ideal. Os núcleos de ferrite são mais comumente usados devido à sua alta permeabilidade e à ampla gama de opções acessíveis para diferentes níveis de potência e aplicações.
O gapping padrão que permite valores precisos de indutância e dimensão mecânica padrão é uma grande vantagem, pois eles, por sua vez, permitem as opções corretas para formador de bobina e hardware de montagem. A disponibilidade de uma gama completa de formatos de núcleo comumente utilizados, como núcleos planos padrão E e I, ajuda a facilitar a prototipagem rápida.
Escolha de componentes
A seleção dos formatos do núcleo de ferrite depende de muitos fatores. Cada forma tem algumas vantagens importantes sobre a outra com base na aplicação em questão [2]. Na maioria dos cenários, não existe uma escolha perfeita e a decisão é um compromisso que leva em conta os itens indispensáveis. Junto com os núcleos, é igualmente crucial solicitar acessórios relevantes para os mesmos, como formadores de bobinas e o hardware de montagem [3].
Outro aspecto a ter em mente durante o projeto e implementação do núcleo magnético é o aspecto do entreferro. Núcleos com entreferro são úteis para indutores e suas aplicações. As variantes neste tipo baseiam-se na diferença de comprimentos de entreferro. Por outro lado, o núcleo sem entreferro é empregado em aplicações baseadas em transformadores.
No artigo anterior, discutimos os detalhes sobre a classificação padrão de materiais magnéticos. Em termos da escolha do material com base em aplicações específicas em componentes e características chave de desempenho, os materiais magnéticos podem ser comparados como na Tabela I [4]. Essas comparações são úteis durante o processo de seleção e as planilhas de dados podem ser consultadas para obter essas informações valiosas para outros materiais magnéticos em consideração.
| Material | Ferrita dura (HF) | AlNiCo (AN) | SmCo (SC) | NdFeB (ND) |
| força adesiva | Bom | Médio | Forte | Muito forte |
| Temperatura Máxima de Trabalho (em graus C) | 200 | 450 | 200 | 80 |
| Resistência à Corrosão | muito bom | muito bom | Bom | Pobre |
| Usinabilidade | Não é possivel | Corte ou esmerilhamento de diamante | Não é possivel | Não é possivel |
| Capacidade de desmagnetização | Moderado | Transferências |
Extremamente difícil | Difícil |
| Preço | Baixo | Alta | Muito alto |
Moderado |
Tabela I: Comparação entre diferentes materiais magnéticos
Aplicações de Material Magnético
Os materiais magnéticos encontram uma infinidade de aplicações em nossas vidas diárias, desde a geração de eletricidade até a utilização da eletricidade. Isso inclui motores elétricos, transformadores e geradores. Eles também desempenham um papel fundamental no carregamento e armazenamento de equipamentos em várias facetas da tecnologia de armazenamento de dados, incluindo discos rígidos e cassetes de áudio. Eles também são usados em telefones, CD players, televisão, alto-falantes e gravadores de vídeo.
Figura 1: Amostras de aplicações de materiais magnéticos
Em termos de classificação padrão de materiais magnéticos, os materiais ferromagnéticos são usados principalmente em ímãs permanentes e aplicações de armazenamento de dados. Materiais ferrimagnéticos são empregados na implementação de indutores, transformadores e componentes magnéticos relacionados.
Materiais superparamagnéticos são usados na criação de fitas de gravação para diversas aplicações de áudio e vídeo. Alguns exemplos de aplicações de componentes com materiais magnéticos são apresentados na Figura 1.