Baru-baru ini, seiring berkembangnya teknologi menuju frekuensi tinggi dan kecepatan tinggi, hilangnya arus eddy magnet telah menjadi masalah besar. TerutamaBoron Besi Neodymium(NdFeB) danSamarium KobaltMagnet (SmCo), lebih mudah terpengaruh oleh suhu. Hilangnya arus eddy telah menjadi masalah besar.
Arus eddy ini selalu menghasilkan panas, dan kemudian menurunkan kinerja motor, generator, dan sensor. Teknologi magnet anti arus eddy biasanya menekan timbulnya arus eddy atau menekan pergerakan arus induksi.
“Magnet Power” telah mengembangkan teknologi anti arus pusaran magnet NdFeB dan SmCo.
Arus Eddy
Arus eddy dihasilkan pada bahan konduktif yang berada dalam medan listrik bolak-balik atau medan magnet bolak-balik. Menurut hukum Faraday, medan magnet bolak-balik menghasilkan listrik, dan sebaliknya. Dalam industri, prinsip ini digunakan dalam peleburan metalurgi. Melalui induksi frekuensi menengah, bahan konduktif dalam wadah, seperti Fe dan logam lainnya, diinduksi untuk menghasilkan panas, dan akhirnya bahan padat tersebut dicairkan.
Resistivitas magnet NdFeB, magnet SmCo atau magnet Alnico selalu sangat rendah. Ditunjukkan pada tabel 1. Oleh karena itu, jika magnet ini bekerja pada perangkat elektromagnetik, interaksi antara fluks magnet dan komponen konduktif menghasilkan arus eddy dengan sangat mudah.
Tabel 1 Resistivitas magnet NdFeB, magnet SmCo atau magnet Alnico
| magnet | Resisitas(mΩ·cm) |
| Alnico | 0,03-0,04 |
| SmCo | 0,05-0,06 |
| NdFeB | 0,09-0,10 |
Menurut Hukum Lenz, arus Eddy yang dihasilkan pada magnet NdFeB dan SmCo menyebabkan beberapa efek yang tidak diinginkan:
● Kehilangan Energi: Karena arus eddy, sebagian energi magnetis diubah menjadi panas, sehingga mengurangi efisiensi perangkat. Misalnya saja kehilangan besi dan tembaga akibat arus eddy yang merupakan faktor utama efisiensi motor. Dalam konteks pengurangan emisi karbon, peningkatan efisiensi motor sangatlah penting.
● Pembangkitan Panas dan Demagnetisasi: Magnet NdFeB dan SmCo memiliki suhu pengoperasian maksimum, yang merupakan parameter penting magnet permanen. Panas yang dihasilkan oleh hilangnya arus eddy menyebabkan suhu magnet naik. Setelah suhu pengoperasian maksimum terlampaui, demagnetisasi akan terjadi, yang pada akhirnya akan menyebabkan penurunan fungsi perangkat atau masalah kinerja yang serius.
Apalagi setelah berkembangnya motor berkecepatan tinggi, seperti motor bantalan magnet dan motor bantalan udara, masalah demagnetisasi rotor menjadi lebih menonjol. Gambar 1 menunjukkan rotor motor bantalan udara dengan kecepatan30.000RPM. Suhu akhirnya naik sekitar500°C, mengakibatkan demagnetisasi magnet.
Gambar1. a dan c masing-masing adalah diagram medan magnet dan distribusi rotor normal.
b dan d masing-masing adalah diagram medan magnet dan distribusi rotor yang mengalami kerusakan magnetik.
Selain itu, magnet NdFeB memiliki suhu Curie yang rendah (~320°C), yang menyebabkannya mengalami demagnetisasi. Suhu curie magnet SmCo berkisar antara 750-820°C. NdFeB lebih mudah terpengaruh oleh arus eddy dibandingkan SmCo.
Teknologi Anti-Eddy Saat Ini
Beberapa metode telah dikembangkan untuk mengurangi arus eddy pada magnet NdFeB dan SmCo. Metode pertama adalah mengubah komposisi dan struktur magnet untuk meningkatkan resistivitas. Metode kedua yang selalu digunakan dalam bidang teknik untuk mengganggu pembentukan loop arus eddy yang besar.
1.Meningkatkan resistivitas magnet
Gabay et.al telah menambahkan CaF2, B2O3 ke magnet SmCo untuk meningkatkan resistivitas, yang berkurang dari 130 μΩ cm menjadi 640 μΩ cm. Namun, (BH)max dan Br mengalami penurunan yang cukup signifikan.
2. Laminasi Magnet
Laminasi magnet, adalah metode yang paling efektif dalam bidang teknik.
Magnet diiris menjadi lapisan tipis dan kemudian direkatkan. Antarmuka antara dua buah magnet adalah lem isolasi. Jalur listrik arus eddy terganggu. Teknologi ini banyak digunakan pada motor dan generator berkecepatan tinggi. “Magnet Power” telah mengembangkan banyak teknologi untuk meningkatkan resistivitas magnet. https://www.magnetpower-tech.com/high-electrical-impedance-eddy-current-series-product/
Parameter penting pertama adalah resistivitas. Resistivitas magnet NdFeB dan SmCo laminasi yang dihasilkan oleh “Magnet Power” lebih tinggi dari 2 MΩ·cm. Magnet ini secara signifikan dapat menghambat konduksi arus pada magnet dan kemudian menekan timbulnya panas.
Parameter kedua adalah ketebalan lem antar potongan magnet. Jika ketebalan lapisan lem terlalu tinggi akan menyebabkan volume magnet mengecil sehingga mengakibatkan penurunan fluks magnet secara keseluruhan. “Magnet Power” dapat menghasilkan magnet laminasi dengan ketebalan lapisan lem 0,05 mm.
3. Pelapisan dengan Bahan Resistivitas Tinggi
Lapisan isolasi selalu diaplikasikan pada permukaan magnet untuk meningkatkan resistivitas magnet. Lapisan ini berfungsi sebagai penghalang, untuk mengurangi aliran arus eddy pada permukaan magnet. Seperti epoksi atau parilena, pelapis keramik selalu digunakan.
Manfaat Teknologi Anti Eddy Saat Ini
Teknologi arus anti-eddy sangat penting diterapkan dalam banyak aplikasi dengan magnet NdFeB dan SmCo. Termasuk:
● Hmotor berkecepatan tinggi: Pada motor berkecepatan tinggi, yang berarti kecepatannya antara 30.000-200.000RPM, menekan arus eddy dan mengurangi panas adalah persyaratan utama. Gambar 3 menunjukkan perbandingan temperatur magnet SmCo normal dan arus anti eddy SmCo pada 2600Hz. Ketika suhu magnet SmCo normal (kiri merah) melebihi 300℃, suhu magnet SmCo arus anti-eddy (bule kanan) tidak melebihi 150℃.
●Mesin MRI: Mengurangi arus eddy sangat penting dalam MRI untuk menjaga stabilitas sistem.
Teknologi anti-eddy saat ini sangat penting untuk meningkatkan kinerja magnet NdFeB dan SmCo di banyak aplikasi. Dengan menggunakan teknologi laminasi, segmentasi, dan pelapisan, arus eddy dapat dikurangi secara signifikan dalam “Daya Magnet”. Magnet NdFeB dan SmCo anti arus eddy dimungkinkan untuk diterapkan dalam sistem elektromagnetik modern.
Waktu posting: 23 Sep-2024
