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Caracterização de compósitos magnéticos macios desenvolvidos através da metalurgia do pó aplicados a núcleos de máquinas elétricas

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Caracterização de compósitos magnéticos macios desenvolvidos através da metalurgia do pó aplicados a núcleos de máquinas elétricas

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Título Caracterização de compósitos magnéticos macios desenvolvidos através da metalurgia do pó aplicados a núcleos de máquinas elétricas
Autor Barboza, Juliano Soares
Orientador Schaeffer, Lirio
Data 2009
Nível Mestrado
Instituição Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Escola de Engenharia. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Minas, Metalúrgica e de Materiais.
Assunto Máquinas elétricas
Materiais magneticos
Metalurgia do pó
Resumo Neste trabalho foi realizada a pesquisa, o desenvolvimento e a caracterização de compósitos magnéticos macios aplicados a núcleos de máquinas elétricas rotativas através da Metalurgia do Pó (M/P). Usualmente o núcleo (estator e rotor) de máquinas elétricas é fabricado por chapas de aço laminadas, onde este processo de fabricação demanda uma série de etapas e desperdício de material. Com a aplicação das técnicas da metalurgia do pó é possível reduzir etapas de fabricação e desperdício de matéria-prima, além da possibilidade do desenvolvimento de materiais com melhores desempenhos em sua aplicação. Os materiais estudados são compósitos de ferro puro misturado com resina fenólica. No procedimento experimental, os compósitos são misturados, compactados e curados. Como referência utilizou-se ferro puro sinterizado e outras ligas magnéticas, materiais com suas características conhecidas e aplicadas como material magnético macio. Foram confeccionadas amostras na forma adequada para o desenvolvimento dos núcleos citados, compreendendo a avaliação de propriedades de interesse. Para caracterização dos compósitos foram feitas análises de termogravimetria, das propriedades mecânicas e análise de sua microestrutura para avaliar o comportamento da resina presente no compósito. Na avaliação do desempenho dos compósitos foram analisadas propriedades magnéticas e elétricas, que são as propriedades de interesse para aplicação como núcleo de motores elétricos. Mecanicamente, os compósitos se comportam com base nas propriedades mecânicas da resina pura. Em relação às propriedades magnéticas, os compósitos estudados apresentam baixa indução de saturação, mas as perdas magnéticas são significativamente inferiores às referências. Os compósitos apresentam elevada resistividade elétrica, sendo um fator preponderante quanto à redução de perdas magnéticas.
Abstract This work presents the research, the development and the characterization done for soft magnetic composites applied to rotative electrical machines cores through Powder Metallurgy (P/M). The core (stator and rotor) of electrical machines is usually made of laminated steel sheets, and this manufactory process demands a series of stages and waste of material. When powder metallurgy techniques are used, it is possible to reduce both the manufacturing stages and the waste of raw-material. Besides, there is the possibility of developing materials with better performance when using them. The materials studied in this research are composites of pure iron mixed with phenolic resin. During the experiment, the composites are mixed, pressed and cured. Pure iron and other magnetic alloys were used as reference due to their well-known characteristics and applications as a soft magnetic material. Samples were manufactured in an accurate shape in order to develop the cores as mentioned before, regarding the analysis of the properties of interest. Analysis of thermogravimetry, of mechanical properties and microstructure were made with the objective of characterizing the composites concerning the behavior of the resin contained in the composite. When evaluating the composites performance, the magnetic and electrical properties where analyzed, which are the properties of interest when applied as a core of electric motors. Mechanically, the composites behave based on the mechanical properties of the pure resin. The composites studied for this work present low saturation induction, however, the magnetic losses are significantly inferior when comparing to the references and regarding magnetic properties. The composites present high electrical resistivity, and this is the most important aspect regarding the decreasing of the magnetic losses.
Tipo Dissertação
URI http://hdl.handle.net/10183/16209
Arquivos Descrição Formato
000698300.pdf (7.892Mb) Texto completo Adobe PDF Visualizar/abrir

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