Simulador de curvas de histéresis mediante el modelo de Jiles-Atherton

SILVEYRA JM; CONDE GARRIDO JM; CAVAZZOLI, F; FRANQUEIRO ML; DI LUOZZO, N

Congreso; 102 Reunión Nacional de Física; 2017

Electrodomésticos,autos eléctricos, equipamiento industrial, y más: no hay duda de que losmateriales ferromagnéticos blandos están muy presentes en la sociedad moderna.A medida que los países se desarrollan y los estándares de vida mejoran, lademanda de máquinas eléctricas de mayor desempeño continuará aumentando, entérminos tanto de eficiencia energética como de potencia específica (W/kg).Este es uno de los factores que condujo en las últimas décadas al desarrollo denuevos materiales ferromagnéticos blandos con mejores prestaciones paradiversas aplicaciones.El paso siguiente al diseño ydesarrollo de materiales, es el diseño y desarrollo de los dispositivostecnológicos. Para esto, es preciso conocer el comportamiento del material autilizar. Los materiales ferromagnéticos tienen la particularidad de ser, engeneral, no lineales e histeréticos. Espor ello que, ya en los cursos introductorios de electromagnetismo de laFacultad de Ingeniería, se presenta esta característica (a diferencia de losmateriales dieléctricos por ejemplo, que se los modela siempre lineales)[Fontana2017]. Debido a su complejo comportamiento, sin embargo, frecuentementelos ingenieros diseñan aproximando la permeabilidad magnética como constante,que luego deben refinar fabricando prototipos.En 1984, Jiles y Athertonintrodujeron un modelo de histéresis magnética para materiales isotrópicos[Jiles1984], que fue más adelante extendido para casos de anisotropía[Ramesh1996, Szewczyk2014], y para curvas menores [Szewczyk2007]. A diferenciade otros, este modelo se basa en parámetros con fundamento físico. Desdeentonces, se han publicado numerosos estudios que reportan los parámetros detodo tipo de materiales ferromagnéticos blandos: acero eléctrico de granoorientado y no orientado, aleaciones base Fe-Si, ferritas, materiales amorfos ynanocristalinos.No obstante, existe una barrera queimpide a los ingenieros diseñar dispositivos modelando el comportamiento histerético delos materiales ferromagnéticos con los parámetros de Jiles-Atherton quelos describen. Hasta la fecha, se han difundido pseudocódigos, pero nuncaprogramas que permitan calcular las curvas de histéresis de un materialsometido distintos campos magnéticos de manera sencilla, amigable y rápida. Eneste trabajo desarrollamos un programa que viene a saldar la brecha.