Нов модел разкрива скрити магнитни загуби в електродвигатели

Стремителният ръст на популярността на електромобилите даде тласък на търсенето на начини за повишаване на енергийната ефективност на електродвигателите.

Един от основните им проблеми са загубите в стоманата, известни още като загуби от магнитен хистерезис.

Те възникват, когато магнитните полета вътре в двигателя многократно променят посоката си, разсейвайки енергия под формата на топлина в сърцевината от магнитномеки материали.

Тъй като електродвигателите често работят при високи температури, топлинните ефекти могат частично да размагнитват тези материали, което утежнява проблема с енергийните загуби.

Ключов фактор, влияещ върху тези ефекти е поведението на магнитните домени – миниатюрни магнитни области вътре в материала.

Тяхното разположение и структура оказват силно влияние върху това как магнитните материали реагират на нагряване и колко енергия губят при работа.

Изследователи под ръководството на професор Масато Коцуги и д-р Кен Масузава от Токийския университет по науки (TUS) в Япония, съвместно с колеги от Университета в Цукуба, Университета в Окаяма и Киотския университет разработиха нов модел, наречен eX-GL (entropy-feature-eXtended Ginzburg-Landau).

Този подход беше приложен за симулиране на поведението на магнитните домени в стоманени сърцевини на електродвигатели при различни температури и нива на напрежение.

Резултатите показаха, че моделът може да предскаже с висока точност загубите на енергия, които възникват в резултат на сложни магнитни взаимодействия и промени в структурата на домените.

Новият модел може да се използва за проектиране на по-ефективни електродвигатели и намаляване на енергийните загуби, което е от ключово значение за развитието на електромобилите и други технологии, базирани на електричество.