Última alteração: 03-09-2018
Resumo
Compósitos magnéticos macios (SMC) são materiais ferromagnéticos obtidos a partir de uma liga composta de pó de ferro e de um material dielétrico. A principal aplicação dos compósitos magnéticos macios é na construção de núcleos de dispositivos eletromagnéticos que operam principalmente com frequências médias e altas. O material dielétrico confere isolação elétrica aos grãos de ferro. Os SMC’s apresentam elevada resistividade, o que limita suas perdas magnéticas. Este artigo apresenta os resultados de um projeto cujo objetivo é produzir SMC’s, realizar ensaios para caracterização de suas principais propriedades (dureza, resistividade, permeabilidade magnética, curva de magnetização) e o estudo da viabilidade da aplicação do material na construção de dispositivos eletromagnéticos. Como isolante, utilizou-se a resina HRJ-10236. O dielétrico foi adicionado com percentuais de 1%, 3% e 5% em massa em relação ao pó de ferro. A produção do material envolveu as etapas de elaboração das misturas, compactação e cura térmica. Foram produzidas amostras com pressão de compactação de 400 MPa e de 600 MPa. A dureza das amostras foi medida através de um durômetro. Foram obtidos valores de dureza entre 38 HRH e 62 HRH. A resistividade foi determinada através da resistência das amostras, tendo sido obtidos valores entre 3,675 Wm (1% de dielétrico) e 29,150 Wm (5% de dielétrico) para amostras compactadas a 400 MPa e entre 2,237 Wm (1% de dielétrico) e 21,750 Wm (5% de dielétrico) para amostras compactadas a 600 MPa. A permeabilidade magnética das amostras foi obtida através do Método de Teste A927/A927M da ASTM. Os valores de permeabilidade magnética relativa máxima variaram entre 166 (1% de dielétrico) e 67 (5% de dielétrico), para 600 MPa. Avaliou-se o emprego dos SMC’s produzidos na construção do núcleo de um contator tripolar através de um modelo virtual desenvolvido no programa computacional para simulação eletromagnética FEMM 4.2. Os resultados das simulações foram comparados com resultados medidos em um contator similar construído com aço silício M-36. Este último desenvolve uma força normal entre a armadura e o estágio móvel igual a 17,2 N para uma corrente de 0,2 A em 60 Hz e entreferro de 1,2 mm. Quando o material utilizado no núcleo do contator é o SMC, os valores de força normal variaram de 10,37 N (teor 1%-600 MPa) até 5,18 N (teor 5%-600 MPa). Esses valores são inferiores aos obtidos quando é utilizado o FeSi M-36, visto que este possui permeabilidade magnética elevada em relação aos SMC’s. No entanto, as perdas de potência por metro cúbico no núcleo com SMC são significativamente menores em relação às do FeSi M-36, visto que os SMC’s possuem resistividade mais elevada, sendo que o SMC apresenta 0,0033 W/m3 (teor 5%-600 MPa) e o FeSi, 560 W/m3. para 0,2 A e lg = 1,2 mm.