I motorer, generatorer och liknande elektriska maskiner, den elektriska strömmen som driver dem genererar magnetfält som magnetiserar några av de metalliska komponenterna.

Att välja rätt magnetiskt material är avgörande för att designa effektiva maskiner, så analyserade forskare från Institute of Electrical Machines (IEM) vid RWTH Aachen University i Tyskland det befintliga systemet för karakterisering av mjuka magnetiska material, som lätt magnetiseras. För att identifiera ett bättre system för kvalitetskontroll, de tittade på flera faktorer som kan påverka osäkerheten i mätningen av magnetiska egenskaper. Deras resultat publiceras denna vecka i AIP Advances .

Ett exempel på tillverkare av mjukt magnetiskt material för att tillverka generatorer, elmotorer och transformatorer är lågkolstål. Rent generellt, dessa material tjänar syftet att styra och förstärka det magnetiska flödet vid omvandling mellan mekanisk och elektrisk energi i dessa maskiner. Magnetiska mätningar gör det möjligt för tillverkare att karakterisera dessa material och beräkna hur mycket effekt som går förlorad på grund av magnetiseringsprocessen.

"Tillverkningsprocesser som skärning av stållaminering påverkar beteendet hos det mjuka magnetiska materialet, "sade Silas Elfgen från RWTH Aachen University." Därför måste ett sådant inflytande mätas och vi måste kunna modellera sådana parasitära effekter. "

Det finns standardiserade metoder för att utvärdera magnetiska egenskaper, men forskarna fann att de var otillräckliga för applikationer som att utforma dragkraft i fordon. De använde ett av standardtestinstrumenten, kallade en enda ark testare, för att karakterisera mjuka magnetiska material över en rad frekvenser och magnetiska flödestätheter.

Deras test visade att de parametrar som för närvarande används som beskriver mätkvaliteter inte är tillräckliga för att noggrant utvärdera osäkerheter som uppstår vid frekvenser och magnetiseringsnivåer för vissa applikationer som för närvarande är av intresse. De tittade också på ytterligare faktorer som påverkar karakteriseringen och mätte hur mycket varje parameter bidrar till osäkerheten. De föreslår att dessa osäkerheter kan leda valet av det mest lämpliga mjuka magnetiska materialet för en specifik elektrisk maskin.

"Dessa analyser kan användas av alla som arbetar med magnetiska egenskaper och magnetiska modellparametrar, "Sa Elfgen." Vidare, den kan användas för kvalitetssäkring av en produkt för att definiera produktionsegenskaper. "