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

SILVEYRA J.M.; DI LUOZZO N.; CONDE GARRIDO J.M.; FRANQUEIRO M.L.

La Plata

Congreso; Reunión de la Asociación Física Argentina; 2017

Asociación Física Argentina

Electrodomésticos, autos eléctricos, equipamiento industrial, y más: los materiales ferromagnéticos blandos se utilizan extensivamente. A medida que los países se desarrollan y los estándares de vida mejoran, la demanda de máquinas eléctricas de mayor desempeño continuará aumentando, en términos tanto de eficiencia energética como de potencia específica (W/kg). Este es uno de los factores que condujo en las últimas décadas al desarrollo de nuevos materiales ferromagnéticos blandos con mejores prestaciones para diversas aplicaciones.El paso siguiente al diseño y desarrollo de materiales, es el diseño y desarrollo de los dispositivos tecnológicos. Para esto, es preciso conocer el comportamiento del material a utilizar. Los materiales ferromagnéticos tienen la particularidad de ser, en general, no lineales e histeréticos. Es por ello que, ya en los cursos introductorios de electromagnetismo de la Facultad de Ingeniería, se presenta esta característica (a diferencia de los materiales dieléctricos por ejemplo, que se los modela siempre lineales). Debido a su complejo comportamiento, sin embargo, frecuentemente los ingenieros diseñan aproximando la permeabilidad magnética como constante, que luego deben refinar fabricando prototipos.En 1984, Jiles y Atherton introdujeron un modelo de histéresis magnética para materiales isotrópicos, que fue más adelante extendido para casos de anisotropía. A diferencia de otros, este modelo se basa en parámetros con fundamento físico. Desde entonces, se han publicado numerosos estudios que reportan los parámetros de todo tipo de materiales ferromagnéticos blandos: acero eléctrico de grano orientado y no orientado, aleaciones base Fe-Si, ferritas, materiales amorfos y nanocristalinos.No obstante, existe una barrera que impide a los ingenieros diseñar dispositivos modelando el comportamiento histerético de los materiales ferromagnéticos con los parámetros de Jiles-Atherton que los describen. Hasta la fecha, se han difundido pseudocódigos, pero nunca programas que permitan calcular las curvas de histéresis de un material sometido distintos campos magnéticos de manera sencilla, amigable y rápida. En este trabajo desarrollamos un programa que viene a saldar la brecha.