Les applications des aimants permanents au néodyme-fer-bore peuvent être globalement classées en quatre catégories : adsorption, répulsion, induction et conversion électromagnétique. Le champ magnétique requis varie selon l’application.
🔹 L'espace limité dans les produits 3C, associé à la nécessité d'une forte adsorption, empêche d'augmenter significativement la taille des aimants. Par conséquent, la conception du circuit magnétique est cruciale pour renforcer le champ magnétique.
🔹 Dans les applications nécessitant la détection de champs magnétiques, des lignes de force magnétiques trop diffuses peuvent provoquer des déclenchements intempestifs des capteurs à effet Hall. La conception du circuit magnétique est donc essentielle pour contrôler la plage du champ magnétique.
🔹 Dans les situations où une face de l'aimant requiert une forte adsorption tandis que l'autre doit être protégée du champ magnétique, une intensité de champ magnétique excessive sur la face de protection peut perturber le fonctionnement des composants électroniques. La conception du circuit magnétique doit donc tenir compte de ce problème.
🔹 Les applications nécessitant un positionnement précis, des champs magnétiques uniformes, etc., présentent également des défis.
Dans tous ces cas, l'utilisation d'un seul aimant est insuffisante. De plus, le prix élevé des terres rares influe considérablement sur le coût du produit, compte tenu de la taille et du nombre d'aimants nécessaires. Par conséquent, tout en respectant les exigences d'adsorption ou en assurant un fonctionnement normal, la structure du circuit magnétique peut être modifiée pour s'adapter à différentes applications, tout en réduisant le nombre d'aimants utilisés afin de diminuer les coûts.
Les circuits magnétiques courants peuvent être classés en plusieurs catégories : réseaux de Halbach, circuits magnétiques multipolaires, circuits magnétiques focalisés, circuits avec ajout de matériaux magnétiques, transmission flexible, aimants unilatéraux et structures de focalisation magnétique. Chacune de ces catégories sera présentée en détail ci-dessous :
RAYON HALBACH
Il s'agit d'une structure idéale d'un point de vue technique, conçue pour générer le champ magnétique le plus intense possible avec un nombre minimal d'aimants. Grâce à la structure particulière du circuit magnétique du réseau de Halbach, la majeure partie de la boucle de champ magnétique circule à l'intérieur des dispositifs magnétiques, réduisant ainsi les fuites de flux et permettant une concentration magnétique. Ceci assure un blindage naturel dans les zones non actives. Avec une conception optimisée du circuit magnétique toroïdal du réseau de Halbach, un blindage d'au moins 100% peut être obtenu dans ces zones. Comme illustré sur la figure, les lignes de champ magnétique d'un circuit magnétique conventionnel sont symétriquement divergentes, tandis que celles du réseau de Halbach sont majoritairement concentrées dans la zone active, renforçant ainsi l'attraction magnétique.
À gauche : Circuit magnétique conventionnel. À droite : Réseau de Halbach.
Circuits magnétiques multipolaires
Les circuits magnétiques multipolaires exploitent principalement la propriété des lignes de champ magnétique de se diriger préférentiellement vers le pôle opposé le plus proche pour former une boucle magnétique. Comparées aux aimants monopolaires classiques, les lignes de champ magnétique (champ magnétique) des circuits multipolaires sont plus concentrées en surface, notamment lorsque le nombre de pôles est plus élevé. Il existe deux types de circuits magnétiques multipolaires : l’un utilise un aimant unique à plusieurs pôles, et l’autre plusieurs aimants monopolaires adsorbés ensemble. La différence entre ces deux méthodes réside dans le coût ; leur fonction est identique. Les circuits magnétiques multipolaires présentent un avantage considérable pour l’attraction d’objets situés à proximité les uns des autres.
Circuit magnétique focalisé
Un circuit magnétique focalisé utilise un chemin magnétique spécial pour concentrer le champ magnétique dans une petite zone, rendant le champ magnétique dans cette zone très puissant, pouvant même atteindre 1 T. Ceci est très utile pour un positionnement précis et une induction locale.
matériaux magnétiques
Les matériaux magnétiques exploitent le principe selon lequel les circuits de champ magnétique empruntent préférentiellement le chemin de moindre résistance magnétique. L'utilisation de matériaux à haute perméabilité (SUS430, SPCC, DT4, etc.) dans le circuit magnétique permet de guider efficacement le champ magnétique, assurant ainsi une concentration magnétique locale et une isolation magnétique.
À gauche : Circuit magnétique conventionnel. À droite : Circuit magnétique après ajout de matériau magnétique.
Circuit magnétique après ajout de matériau magnétique 2
Transmission flexible
La transmission flexible se caractérise par une transmission sans contact, obtenue grâce aux forces d'attraction et de répulsion générées par des aimants. De petite taille et de structure simple, elle offre un couple variable selon le volume de l'aimant et l'entrefer, permettant ainsi une large plage de réglage.
Magnétisme unilatéral
Le magnétisme unilatéral se caractérise par le masquage d'une face de l'aimant, l'autre restant polarisée. L'attraction directe est forte, mais la force magnétique diminue considérablement avec la distance.
Structure de concentration magnétique
Cette structure est composée d'aimants et d'un noyau en fer disposés avec des polarités opposées. Plus le rapport entre l'épaisseur de l'aimant et celle du noyau est élevé, plus la divergence des lignes de champ magnétique est faible. Les structures à concentration magnétique peuvent être conçues avec précision en fonction de l'entrefer afin d'obtenir des résultats optimaux, permettant ainsi de réduire le nombre d'aimants et de produire une distribution uniforme du champ magnétique le long du noyau. Cependant, cette structure présente l'inconvénient d'un coût d'assemblage plus élevé.
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