Nei motori, generatori e macchine elettriche simili, la corrente elettrica che li alimenta genera campi magnetici che magnetizzano alcuni dei componenti metallici.

La scelta del giusto materiale magnetico è fondamentale per progettare macchine efficienti, così i ricercatori dell'Istituto di macchine elettriche (IEM) della RWTH Aachen University in Germania hanno analizzato il sistema esistente per la caratterizzazione dei materiali magnetici dolci, che si magnetizzano facilmente. Per identificare un sistema migliore per il controllo della qualità, hanno esaminato diversi fattori che possono influenzare l'incertezza inerente alla misurazione delle proprietà magnetiche. I loro risultati sono pubblicati questa settimana nel I progressi dell'AIP .

Un esempio di un materiale magnetico morbido utilizzato dai produttori per realizzare generatori, motori elettrici e trasformatori è in acciaio a basso tenore di carbonio. In genere, questi materiali hanno lo scopo di guidare e amplificare il flusso magnetico durante la conversione tra energia meccanica ed elettrica in queste macchine. Le misurazioni magnetiche consentono ai produttori di caratterizzare quei materiali e di calcolare quanta potenza andrà persa a causa del processo di magnetizzazione.

"Processi di fabbricazione come il taglio della lamina di acciaio influenzano il comportamento del materiale magnetico dolce, " ha affermato Silas Elfgen della RWTH Aachen University. "Pertanto tale influenza deve essere misurata e dobbiamo essere in grado di modellare tali effetti parassiti".

Esistono metodi standardizzati per valutare le proprietà magnetiche, ma i ricercatori li hanno trovati inadeguati per applicazioni come la progettazione di azionamenti di trazione nei veicoli. Hanno usato uno degli strumenti di prova standard, chiamato tester a foglio singolo, per caratterizzare materiali magnetici dolci in una gamma di frequenze e densità di flusso magnetico.

I loro test hanno mostrato che i parametri attualmente utilizzati che descrivono le qualità di misurazione non sono sufficienti per valutare accuratamente le incertezze che si presentano alle frequenze e ai livelli di magnetizzazione di alcune applicazioni attualmente di interesse. Hanno anche esaminato ulteriori fattori che influenzano la caratterizzazione e misurato quanto ogni parametro contribuisce all'incertezza. Propongono che queste incertezze possano guidare la selezione del materiale magnetico dolce più appropriato per una specifica macchina elettrica.

"Queste analisi possono essere utilizzate da chiunque lavori con caratteristiche magnetiche e parametri del modello magnetico, " Disse Elfgen. "Inoltre, può essere utilizzato nell'assicurazione della qualità di un prodotto per definire le caratteristiche di produzione."