Sobre el modelado de la magnetización anhisterética de materiales magnéticos blandos homogéneos

CONDE GARRIDO JM; SILVEYRA JM

Ciudad de Buenos Aires (virtual)

Congreso; CADI/CLADI/CAEDI - Encuentro Argentino y Latinoamericano de Ingeniería; 2021

Consejo Federal de Decanos de Ingeniería

El análisis y la optimización de dispositivos con núcleos magnéticos blandos, tales comosensores inductivos y máquinas eléctricas, se basan en el modelado simple y preciso desu magnetización anhisterética no lineal. La ecuación de estado de Langevin-Weiss, tienela ventaja de estar basada en principios físicos y de ser capaz de describir con precisiónmateriales isótropos y homogéneos. De hecho, es la columna vertebral del popular modelode Jiles-Atherton que describe la histéresis magnética. Sin embargo, muchos estudiosmuestran la dificultad de hallar los parámetros del modelo de Langevin-Weiss, para lo cualse utilizan generalmente métodos de optimización estocástica.En este trabajo, presentamos un método que permite encontrar, de manera determinista ysimple, los parámetros del modelo de Langevin-Weiss: la magnetización de saturación, elparámetro ?a? dependiente de la temperatura y las constantes del campo molecular. Coneste fin, optimizamos un problema con un solucionador no lineal donde las variables deajuste están intrínsecamente acotadas. Validamos la estrategia analizando tres materialesmagnéticos blandos ampliamente utilizados en la industria: un acero al silicio de granoorientado, una ferrita blanda de Mn-Zn y una aleación nanocristalina base Fe conanisotropía inducida.Demostramos que, contrariamente a lo que se creía, la función de Langevin-Weiss escapaz de brindar una buena descripción analítica de la magnetización anhisterética decualquier material homogéneo, incluso de materiales con fuerte anisotropía uniaxialtransversal. La clave, que parece haberse pasado por alto, es permitir que el campomolecular de Weiss sea negativo.