Couplage magnétique à des températures élevées

Les couplages magnétiques sont utilisés dans de nombreuses applications dans les industries des pompes, des produits chimiques, des produits pharmaceutiques, des procédés et de la sécurité. Ils sont généralement utilisés dans le but de réduire l’usure, l’étanchéité des liquides de l’environnement, les besoins de propreté ou comme facteur de sécurité pour freiner si le couple augmente soudainement.

Les accouplements magnétiques les plus courants sont fabriqués avec un entraînement extérieur et intérieur, tous deux construits avec des aimants en néodyme afin d’obtenir la densité de couple la plus élevée possible. En optimisant le diamètre, l’entrefer d’air, la taille de l’aimant, le nombre de pôles et le choix de la nuance de l’aimant, il est possible de concevoir un couplage magnétique qui convient à toute application allant de quelques millinewtons-mètres à plusieurs centaines de newtons-mètres.

Lorsqu’ils optimisent uniquement pour un couple élevé, les concepteurs ont souvent tendance à oublier l’influence de la température. Si le concepteur se réfère au point de Curie des aimants individuels, il affirmera qu’un aimant en néodyme répondrait aux exigences jusqu’à plus de 300 ° C. Parallèlement, il est important d’inclure les dépendances de température sur la rémanence, qui est considérée comme une perte réversible - généralement autour de 0,11% par degré Celsius lorsque la température augmente.

De plus, un aimant en néodyme est sous pression pendant le fonctionnement du couplage magnétique. Cela signifie qu’une démagnétisation irréversible se produira bien avant que le point de Curie ne soit atteint, ce qui limite généralement l’utilisation du couplage magnétique à base de néodyme à des températures inférieures à 150 ° C.

Si des températures plus élevées sont nécessaires, des couplages magnétiques en aimants Samarium Cobalt (SmCo) sont généralement utilisés. Le SmCo n’est pas aussi puissant que les aimants en néodyme, mais peut fonctionner jusqu’à 350 °C. De plus, le coefficient de température du SmCo n’est que de 0,04% par degré Celsius, ce qui signifie qu’il peut être utilisé dans des applications où la stabilité des performances est nécessaire sur un intervalle de température plus important.

Nouvelle générationEn collaboration avec Copenhagen Atomics, Alfa Laval, Aalborg CSP et l’Université technique du Danemark, une nouvelle génération de couplages magnétiques a été développée par Sintex avec le soutien de la Danish Innovation Foundation.

Le but du projet était de développer un couplage magnétique capable d’étendre la zone de température de travail pour atteindre des températures de sels fondus autour de 600°C. En échangeant l’entraînement interne avec un matériau magnétique contenant un point de Curie plus élevé et en augmentant le champ magnétique de l’entraînement externe avec des conceptions magnétiques spéciales; Il a été possible de développer un couplage magnétique qui commençait à un niveau de couple inférieur à température ambiante, mais n’avait qu’une réduction mineure du niveau de couple en fonction de la température. Cela s’est traduit par des performances supérieures à 160 ° C, peu importe si la référence était par rapport à un système à base de néodyme ou de samarium cobalt. Cela peut être vu sur la figure 1, où il est montré que le niveau de couple des entraînements High Hot a été testé jusqu’à 590 ° C sur l’entraînement intérieur et toujours effectué avec une réduction presque linéaire du couple.

Le graphique montre également que le coefficient de température du couplage High Hot est encore plus faible que pour le système SmCo, ce qui ouvre un marché à basse température où la stabilité des performances est importante sur un intervalle de température plus important.

ConclusionChez Sintex, le département R&D est encore en train de développer la technologie, mais ils doivent être mis au défi au niveau du couple à différentes températures, dimensions du couplage magnétique ou de nouvelles applications qui n’étaient pas possibles auparavant avec les couplages magnétiques standard, afin de récolter tout le potentiel de la technologie High Hot.

Le raccord High Hot n’est pas considéré comme un produit d’étagère standardisé, mais plutôt comme un produit sur mesure optimisé pour des applications spécifiques. Par conséquent, le développement ultérieur sera effectué en étroite collaboration avec de nouveaux partenaires.