Μόνιμοι μαγνήτες

Τι είναι ο μόνιμος μαγνήτης;

Ο μόνιμος μαγνήτης είναι ένας μαγνήτης που διατηρεί συνεχώς το μαγνητικό του πεδίο αφού μαγνητιστεί. Σε αντίθεση με τον ηλεκτρομαγνήτη, δεν χρειάζεται ηλεκτρική τροφοδοσία για να διατηρήσει τη δύναμή του· το μαγνητικό πεδίο προκύπτει από τη μόνιμη ευθυγράμμιση, σε ατομικό επίπεδο, των μαγνητικών περιοχών (domains) μέσα στο υλικό. Η ισχύς του μαγνήτη καθορίζεται από τη σύσταση του υλικού και τη μέθοδο παραγωγής.

Τύποι υλικών

• Νεοδυμίου (NdFeB) — ο ισχυρότερος μαγνήτης στην αγορά· συμπαγής, υψηλή δύναμη έλξης.
• Σαμαρίου-κοβαλτίου (SmCo) — εξαιρετική αντοχή στη θερμότητα, χωρίς διάβρωση· ιδανικός για υψηλή τεχνολογία και αεροδιαστημική.
• Φερρίτη (κεραμικός) — οικονομικός, δεν σκουριάζει· για εφαρμογές που απαιτούν χαμηλή μαγνητική δύναμη.
• AlNiCo — υψηλή σταθερότητα θερμοκρασίας και γραμμικές μαγνητικές ιδιότητες.
• Μαγνήτες με συνδετικό μέσο (bonded) — εύκαμπτοι και εύκολα διαμορφώσιμοι· για συναρμολογήσεις εξαρτημάτων ακριβείας και αισθητήρων.
• Θερμοπρεσαρισμένοι μαγνήτες (hot-pressed) — υψηλή πυκνότητα και ακριβείς διαστάσεις· για κινητήρες και συστήματα κίνησης.

Σχήματα

Διατίθενται σε αμέτρητες γεωμετρίες, όπως δίσκος, μπλοκ, δακτύλιος, τόξο (τμήμα), ράβδος και ημιδακτύλιος. Κάθε σχήμα επηρεάζει την κατανομή του μαγνητικού πεδίου και επιλέγεται ανάλογα με το μαγνητικό προφίλ που απαιτεί η εφαρμογή: δίσκος (κινητήρας/αισθητήρας/συγκράτηση), μπλοκ (επιφανειακή στερέωση), δακτύλιος (περιστροφή/σύζευξη/διατάξεις Halbach), τόξο (ρότορας/στάτορας κινητήρα), ράβδος (συστήματα ελέγχου/φίλτρων).

Κατευθύνσεις μαγνήτισης

Η κατεύθυνση μαγνήτισης καθορίζει τον προσανατολισμό του μαγνητικού πεδίου και έχει μεγάλη σημασία στον σχεδιασμό και τη συναρμολόγηση:

• Αξονική: ο βόρειος και ο νότιος πόλος βρίσκονται απέναντι, στα επίπεδα άκρα του μαγνήτη· συνηθισμένη σε μαγνήτες δίσκου και δακτυλίου.
• Διαμετρική: οι πόλοι βρίσκονται απέναντι κατά μήκος της διαμέτρου· χρησιμοποιείται συχνά σε αισθητήρες περιστροφής.
• Ακτινική: οι μαγνητικές γραμμές κατευθύνονται από μέσα προς τα έξω· ιδανική για μαγνήτες δακτυλίου σε κινητήρες και συζεύξεις.
• Πολυπολική: πολλοί βόρειοι-νότιοι πόλοι σε μία επιφάνεια· σε διατάξεις Halbach και συστήματα κωδικοποιητών (encoder).

Η σωστή κατεύθυνση μαγνήτισης είναι απαραίτητη για να επιτευχθεί το επιδιωκόμενο προφίλ μαγνητικού πεδίου και για να λειτουργεί ο μαγνήτης βέλτιστα μέσα στην εφαρμογή.