Issue |
Eur. Phys. J. AP
Volume 5, Number 1, January 1999
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Page(s) | 85 - 89 | |
DOI | https://doi.org/10.1051/epjap:1999113 | |
Published online | 15 January 1999 |
https://doi.org/10.1051/epjap:1999113
Approches novatrices à la génération de champs magnétiques intenses : optimisation d'une source de flux à aimants permanents*
Innovating approches to the generation of intense magnetic field: Optimization of a permanent magnet flux source
1
Laboratoire d'Électrotechnique de Grenoble (UMR CNRS 5529),
LEG-ENSIEG, BP 46, 38402 Saint-Martin-d'Hères Cedex, France
2
Laboratoire de Magnétisme Louis Néel (UPR CNRS 5051),
BP 166, 25 avenue des Martyrs, 38042 Grenoble, Cedex, France
Reçu :
28
Mars
1997
Révisé :
5
Octobre
1998
Accepté :
5
Octobre
1998
15 Janvier 1999
Notre recherche consiste à concevoir et réaliser une source de flux statique à aimants permanents générant un champ de 4 à 5 Tesla dans un volume de quelques mm3. Un des aspects novateurs de cette approche est que nous avons cherché à obtenir un champ magnétique intense (principe du dipôle ponctuel) et non pas un champ magnétique homogène (principe du dipôle infini utilisé dans les structures de Leupold/Halbach). Après optimisation du modèle analytique, nous avons discrétisé la structure de manière à obtenir un modèle réalisable à partir de pavé d'aimants réels. Une originalité du travail est la recherche d'une géométrie performante et une combinaison de divers matériaux magnétiques durs (nuances d'aimants Néodyme-Fer-Bore) et de matériau magnétique doux (Fer-Cobalt). Les configurations particulières d'aimants sont optimisées par simulation numérique grâce à des logiciels complémentaires, développés par le LEG : DIPOLE-3D (calcul analytique de champ), FLUX2D et FLUX3D (éléments finis). L'étude de faisabilité du projet a été réalisée en calculant les forces et les champs démagnétisants lors de la séquence de montage. Le modèle de source actuel fournit un champ atteignant 4,3 T dans un volume de diamètre de 6 mm pour une hauteur de 2,8 mm et ayant un diamètre extérieur de 100 mm.
Abstract
The aim of this study is to design and optimise an original permanent magnet flux source, in order to generate a magnetic field of several Tesla. One of the innovating aspect of this project is the use of the ponctual dipôle principle (intense field) instead of the infinite dipôle principle (homogeneous field). After the analytical model optimisation, the structure have been discretized to be realizable, using real magnet. An other innovating aspect is the magnetical and geometrical optimization of the combination of different hard magnetic material (Neodymium-Iron-Boron magnet) and also soft magnetic material (Cobalt-Iron). The magnet configuration is optimised with the help of numerical simulation sofware developped in the LEG (DIPOLE-3D, FLUX2D et FLUX3D). The model of flux source creates a field over 4.3 T in a volume of diameter 6 mm and height 2.8 mm with an external diameter of 100 mm.
PACS : 07.55.-w – Magnetic components, instruments and techniques
© EDP Sciences, 1999
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