Vývoj magnetických obvodů metodou 3D tisku​

• Návrh strukturovaného magnetického obvodu pomocí FEM magnetického modelu​

• Optimalizace magnetického toku, hmotnosti a úrovně generování vířivých proudů​

​

3D tisk umožňuje výrobu strukturovaných magnetických obvodů, které byly dosavadními technologiemi nevyrobitelné. ​

Pokud navrhujeme magnetický obvod, obvykle máme následující požadavky:​

1. Stálý průřez pro celou dráhu magnetického toku. ​

• Vzduch vede magnetický tok o více než 3​ řády hůř než ocel. Ocel je schopna efektivně vést magnetický tok jen do určité hodnoty magnetického nasycení. Po dosažení této hodnoty schopnost vést magnetický tok prudce klesá na úroveň vzduchu. Dá se tedy říci, že nejužší místo obvodu limituje maximální dosažitelný mag. tok celým obvodem. Větší průřez v ostatních částech obvodu je jen plýtvání materiálem, který zvyšuje hmotnost mag. obvodu.​

• Prutová struktura vytvořená pomocí 3D tisku umožňuje navrhnout mag. obvod tak, aby průřez ve všech částech mag. obvodu byl konstantní. Tímto je minimalizována hmotnost obvodu.​

​

2. Minimalizace vířivých proudů.  ​

• Při rychlých změnách intenzity mag. pole se v elektricky vodivém materiálu indukuje elektrické napětí, které vyvolá tok elektrického proudu. Tyto vířivé proudy jsou pro některá zařízení něžádoucí (transformátory, elmag. ventily atd…), protože zvyšují ztráty, vyvolávají nutnost chlazení a prodlužují dobu odezvy. ​
  Pokud je magnetický obvod vytvořen z vhodně uspořádaných na povrchu elektricky izolovaných prutů (pruty sledují magnetické siločáry v ustáleném stavu) vířivé proudy budou budou značně redukovány. Výrobu těchto strukturovaných jader umožňuje technologie 3D tisku

Návrh a optimalizace magnetických obvodů ​

• Návrh magnetických obvodu v prostředí ANSYS Electronics Desktop ​

• Simulace statických i přechodových jevů spojených s magnetickým polem​

• Práce s jednoduchými 2D modely i složitými 3D tělesy

​

• Na základě výsledků magnetických simulací jsme schopni navrhnout úpravy vedoucí ke zlepšení funkčních vlastností elektromagnetických zařízení​

  • Zvýšení a optimalizace průběhu síly v závislosti na poloze pro elektromagnetické ventily​

  • Snížení hmotnosti pro pohyblivé prvky v magnetických obvodech při zachování magnetických toků​

  • Snížení ztrát vířivými proudy​

  • Snížení časové odezvy elmag. zařízení