{tocify} $title={Daftar Isi}
Sebuah pertanyaan sentral yang muncul dalam studi perdagangan magnet adalah bagaimana memutuskan apakah akan menggunakan magnet Neodymium atau magnet Ferit untuk aplikasi tertentu. Sebuah studi perdagangan yang tampak sangat sederhana pada pandangan pertama dapat dengan cepat menjadi lebih kompleks setelah semua faktor dipertimbangkan.
Desainer yang ingin mengoptimalkan produk mereka untuk faktor-faktor tertentu dapat menghasilkan produk serupa yang menggunakan salah satu jenis magnet tergantung pada tujuan tertentu, yang mungkin melibatkan banyak faktor seperti biaya, efisiensi, bobot sistem, ukuran sistem, kinerja, faktor bentuk, estetika, lead time dan pertimbangan lainnya.
Jika efisiensi, terutama efisiensi per unit volume adalah faktor penentu, desainer sering memilih magnet Neodymium, yang menghasilkan hingga 20 kali medan magnet per satuan volume dibandingkan dengan magnet Ferit.
Jika biaya adalah faktor yang paling penting, desainer sering memilih magnet Ferrite, yang menghasilkan 2-3 kali medan magnet per dolar yang dihabiskan, dibandingkan dengan magnet neodymium.
Faktor tambahan memainkan peran penting karena desainer mempertimbangkan faktor lain seperti yang akan kita lihat di bawah.
neodimium? Atau Ferit? Tidak selalu sesederhana itu
Jika pertanyaan Neodymium-vs-Ferrite dapat dijawab dengan mudah, tidak akan terlalu banyak untuk dibicarakan. Tetapi beberapa faktor lain yang kurang diketahui secara mengejutkan dapat mempengaruhi keputusan, sehingga analisis terperinci seringkali bermanfaat.
Berikut adalah daftar singkat dari beberapa faktor yang kurang diketahui yang akan kita bahas nanti:
- Ukuran sistem
- Produktivitas
- Biaya Pemrosesan Magnet terkait Ukuran
Mari kita lihat faktor-faktor ini dan lainnya saat kita menggali lebih dalam ke dunia magnet Ferit dan Neodymium.
Apakah Anda menyukai posting ini? Banyak pembaca juga menyukai postingan kami di Samarium Cobalt vs Neodymium Magnets.
Neodymium vs Ferrite untuk speaker
Tampaknya ada perdebatan yang cukup besar di industri audio tentang penggunaan magnet ferit vs magnet Neodymium di speaker audio. Sistem audio yang sangat baik telah –dan terus dibuat- dengan kedua jenis magnet tersebut.
Materi promosi dari produsen speaker sangat bagus dalam menjelaskan mengapa magnet Neodymium menghasilkan suara yang begitu bagus, namun banyak audiophile dengan antusias membicarakan –dan terus menyukai- output suara dari sistem speaker yang dibuat dengan magnet ferit.
Jadi… magnet mana yang merupakan magnet speaker yang lebih baik? Alasan begitu banyak yang memperdebatkan hal ini adalah bahwa keputusan itu tergantung pada sejumlah faktor. Apakah speaker dirancang untuk rumah? Apakah akan dipasang di mobil? Apakah kumparan suara dioptimalkan untuk magnet? Seberapa baik komponen lainnya cocok? Apakah ukuran dan berat merupakan faktor penting?
Apakah speaker menggunakan driver kompresi? Driver kompresi membutuhkan banyak daya untuk menggerakkan suara melalui lubang -yang mungkin mendukung magnet Neodymium. Tapi mengapa tidak merancang driver kompresi ferit? Itu bisa –dan telah- dilakukan dengan kedua magnet.
Lalu bagaimana dengan speaker kecil –seperti yang ada di ponsel dan headphone? Speaker ini telah berkembang menjadi bagian besar dari pasar elektroakustik. Bahan apa yang mereka gunakan? Dan mengapa?
Apakah Desain Speaker Otomotif Mendukung Neodymium? Atau Ferit?
Speaker otomotif biasanya dirancang agar sesuai dengan ruang mobil yang sempit. Ruang-ruang ini seringkali tidak ideal untuk desain yang sama yang akan ditempatkan di lingkungan rumah.
Perancang mungkin harus membuat woofer 100 mm (4”) berfungsi di dalam mobil, tetapi sistem rumah mungkin memiliki woofer 200-300 mm (8-12”). Sistem konser lebih besar.
Kemudian kedalaman pembicara mungkin juga menjadi faktor dalam persamaan. Magnet Neodymium yang lebih kecil dapat membantu perancang membuat speaker masuk ke dalam amplop yang lebih ketat daripada yang diizinkan oleh speaker ferit.
Faktor yang Mendukung Neodymium
Berikut adalah faktor-faktor tradisional yang mempengaruhi keputusan magnet mana yang akan dipilih untuk sebuah proyek:
- Kekuatan medan magnet
- Koersivitas (ketahanan terhadap demagnetisasi)
- Miniaturisasi
- Kekuatan Medan Magnet
Jika desain bergantung pada kekuatan medan magnet yang tinggi, paling baik dioptimalkan dengan menggunakan magnet dengan medan magnet terkuat.
Medan magnet yang kuat akan menyebabkan dimensi yang lebih kecil di bagian lain dari desain. Misalnya, medan magnet yang lebih kuat mengarah ke motor yang lebih kecil, karena sekarang motor dapat menghasilkan lebih banyak torsi dalam diameter yang lebih kecil daripada yang dapat dicapai oleh magnet dengan medan magnet yang lebih lemah.
- Kekuatan Pemaksaan
Akankah magnet menghadapi medan demagnetisasi yang kuat? Magnet neodymium memiliki koersivitas terkuat pada suhu kamar dan bahkan pada suhu yang sedikit meningkat. Ini berarti mereka memberikan ketahanan yang sangat kuat terhadap demagnetisasi dengan adanya medan magnet yang berlawanan pada suhu hingga 230 derajat C.
Miniaturisasi dan Biaya Pemrosesan Terkait Ukuran
Motor yang lebih kecil memungkinkan ukuran komponen lain diminimalkan. Komponen yang lebih kecil seringkali lebih murah daripada komponen yang lebih besar, tetapi ini tergantung pada desain tertentu. Analisis biaya/manfaat yang terperinci akan memberikan kejelasan pada keputusan ini, tetapi mungkin memerlukan analisis banyak faktor yang berbeda.
Seorang desainer dapat menganalisis banyak faktor. Faktor-faktor ini mungkin menunjukkan torsi puncak atau tingkat daya yang berkelanjutan.
Efisiensi dan biaya siklus hidup mendukung magnet Neodymium –terutama untuk aplikasi dengan siklus tugas tinggi. Medan magnet mereka yang kuat mencapai celah udara dan berinteraksi dengan komponen magnetik lainnya pada jarak yang lebih jauh. Ini menciptakan arus listrik yang lebih kuat dengan input yang lebih sedikit dari tempat lain.
Magnet Neodymium Lebih Mudah Dikerjakan daripada Magnet Ferit
Salah satu poin penting dari desain magnet adalah pemahaman tentang biaya pembuatan komponen kecil yang presisi. Saat bagian semakin kecil, biayanya tidak didominasi oleh bahan, tetapi oleh pemesinan yang diperlukan untuk membuat bagian tersebut.
NdFeB adalah logam yang cukup rapuh jika dibandingkan dengan banyak logam lain, tetapi ferit jauh lebih rapuh dan agak lebih sulit untuk dikerjakan. Jadi ada titik ukuran/kompleksitas di mana bagian ferit sebenarnya menjadi lebih mahal untuk dibuat daripada bagian Neodymium yang setara karena pemrosesan mekanis.
Penting untuk dicatat bahwa meskipun biaya per kg meningkat karena suku cadang semakin kecil, biaya per unit umumnya terus turun. Intinya adalah semakin kecil bagian-bagiannya, total biaya akan didominasi oleh luas permukaan. Ini karena semakin kecil bagian-bagiannya, rasio luas permukaan per satuan volume meningkat.
Apakah ini sebabnya begitu banyak magnet NdFeB kecil ditemukan di ponsel?
Faktor-Faktor yang Mendukung Ferit
Perbandingan suhu tinggi magnet ferit & Neodymium
Magnet ferit memiliki suhu Curie yang lebih tinggi daripada magnet Neodymium, sehingga magnet ini mempertahankan magnetisasinya lebih baik pada suhu yang lebih tinggi. Ini memberi desainer margin operasi yang lebih besar pada suhu yang lebih tinggi daripada yang ditawarkan magnet Neodymium.
Meskipun ada magnet Neodymium dengan Coercivity tinggi untuk ketahanan terhadap suhu lebih dari 200 derajat C, nilai suhu ini lebih mahal daripada nilai suhu yang lebih rendah. Ferit dapat beroperasi hingga 300 derajat C dan koefisien suhunya benar-benar meningkat sebesar 0,27%/derajat° C. Ini berarti ferit sebenarnya memiliki Koersivitas yang lebih kuat saat suhu naik.
Magnet ferit kehilangan beberapa medan magnet pada suhu yang lebih tinggi – kehilangan 0,20%/derajat C saat suhu naik.
Tahan korosi
Magnet neodymium sering kali mendapat pujian karena kurangnya ketahanan terhadap korosi, tetapi magnet ini selalu dilengkapi dengan lapisan tahan korosi kecuali jika desainer secara khusus memesan magnet NdFeB tanpa magnet tersebut.
Lapisan default adalah lapisan nikel-tembaga-nikel (NiCuNi) yang menawarkan ketahanan korosi keseluruhan yang sangat baik dan tampilan yang bersih untuk sebagian besar aplikasi umum tanpa memerlukan lapisan lain.
Pelapisan standar ini sangat ekonomis dan merupakan komponen biaya yang sangat kecil. Pelapis lain tersedia dengan biaya tambahan yang kecil untuk aplikasi yang menuntut ketahanan korosi yang lebih tinggi, sehingga magnet NdFeB dapat digunakan di banyak lingkungan korosif tanpa masalah.
Tapi sekarang pertimbangkan kontras dengan magnet ferit yang dalam banyak kasus tidak memerlukan pelapis sama sekali. Faktor ini mempengaruhi beberapa keputusan desain yang mendukung magnet ferit.
Magnet Ferit Memiliki Biaya Lebih Rendah
Tentu saja, magnet ferit jauh lebih murah daripada magnet Neodymium, terutama jika dianggap sebagai satuan biaya per volume magnet. Jika aplikasi tidak memerlukan fluks magnet yang lebih tinggi dari magnet Neodymium, mengapa membayar untuk itu? Banyak aplikasi yang sempurna untuk magnet ferit.
Faktor Desain Magnet Yang Membutuhkan Lebih Banyak Analisis
Beberapa aplikasi melibatkan keputusan yang lebih rumit karena siklus tugas - persentase waktu mereka bekerja. Mari kita lihat beberapa aplikasi yang bisa berjalan dengan baik.
Motor untuk penggunaan sesekali memiliki pertimbangan yang berbeda dari motor untuk penggunaan terus menerus. Motor yang digunakan sesekali – seperti motor mesin cuci atau motor mesin vakum mungkin mengalami siklus kerja kurang dari 1%, tetapi motor AC di iklim panas dapat bekerja 40-70% sepanjang waktu.
Motor kompresor kulkas adalah contoh lain dari motor yang bekerja berjam-jam per hari.
Efisiensi pada motor yang digunakan terus-menerus jauh lebih penting daripada di motor untuk penggunaan sesekali, dan magnet yang lebih kuat menghasilkan motor dengan efisiensi yang lebih tinggi.
Ini bukan hanya masalah biaya siklus hidup, tetapi masalah konservasi sumber daya. Administrator Energi Nasional mengevaluasi penggunaan industri dan rumah tangga dan membuat rekomendasi berdasarkan analisis mereka. Itu salah satu alasan Anda melihat tag pada peralatan utama yang menunjukkan peringkat efisiensi energinya.
Jika motor akan terus digunakan, kemungkinan besar motor itu dibuat dari magnet Neodymium daripada magnet ferit.
Faktor Unik untuk Aplikasi Anda
Banyak aplikasi teknologi tinggi yang sangat memuaskan telah dirancang menggunakan magnet Neodymium atau ferit. Apa saja contoh aplikasi yang berhasil dari masing-masing?
Batasan Ruang dan Ukuran
Magnet neodymium sering lebih disukai dalam aplikasi berikut yang sensitif terhadap batasan ruang:
Ponsel
Earbud
Earphone
Pembicara musisi jalanan
Speaker kecil
Speaker pintar
Motor listrik kepadatan daya tinggi
Motor penggunaan terus menerus untuk penghematan energi atau pengurangan keluaran panas
Turbin Angin Kelas Megawatt
Motor traksi otomotif
Banyak aplikasi lainnya
Magnet ferit sering lebih disukai untuk aplikasi berikut yang lebih sensitif terhadap harga atau untuk suhu yang lebih tinggi:
Speaker Woofer Stasioner Besar
Speaker murah
Magnet kulkas
Memegang Magnet
Banyak aplikasi lainnya
Memilih Magnet yang Tepat untuk Aplikasi Anda
Jika Anda merancang bagian atau sistem dan Anda mencoba memilih magnet yang tepat, ini adalah pengorbanan desain dasar yang perlu dipertimbangkan.
Efek Sistem
Ukuran magnet dapat beriak melalui seluruh sistem. Motor penggerak industri PMDC (Permanent Magnet Direct Current) yang dirancang untuk penggunaan terus-menerus biasanya mengalami pengurangan ukuran 40-70% ditambah peningkatan efisiensi dibandingkan dengan motor induksi. Banyak motor PMDC yang berhasil menggunakan magnet ferit, tetapi beberapa lainnya memerlukan kinerja dan efisiensi ekstra yang hanya dapat ditawarkan oleh motor Neodymium.
Neodymium vs magnet ferit di motor AC
Magnet neodymium biasanya merupakan bagian dari motor yang lebih efisien dengan siklus tugas tinggi. Dengan kata lain, magnet NdFeB lebih umum ditemukan di motor yang dirancang untuk penggunaan berkelanjutan, karena efisiensi motor yang lebih tinggi mengurangi penggunaan energi dan biaya siklus hidup untuk masa pakai motor.
Misalnya, di Asia tingkat pertumbuhan penggunaan energi yang cepat telah menyebabkan manajemen sisi permintaan yang ketat, sehingga bahkan motor AC perumahan dengan siklus kerja yang relatif rendah menggunakan magnet Neodymium untuk mencapai efisiensi yang lebih tinggi daripada yang terlihat di banyak negara maju lainnya. Ini membantu utilitas mengurangi permintaan pada waktu puncak.
Pikiran Akhir
Saat teknologi terus bergerak maju, desainer terus-menerus melihat cara baru menggunakan magnet Neodymium dan ferit. Setiap jenis magnet memiliki karakteristik uniknya sendiri yang membuat desain menjadi pemenang.
Desainer yang ingin mengoptimalkan desain mereka akan menggunakan perangkat lunak analisis atau bekerja dengan pembuat magnet yang dapat menjalankan analisis untuk mereka. BJMT melakukan analisis internal untuk banyak aplikasi baru.