Wat betekent BHmax?
BHmax is het maximale energieproduct van een permanent magneetmateriaal. Het geeft aan hoeveel magnetische energie een magneet kan opslaan en leveren. Een hogere BHmax maakt het mogelijk om kleinere en krachtigere magneten te produceren.
Wanneer de prestaties van een permanent magneetmateriaal worden beschreven, verschijnen vaak technische termen zoals remanentie (Br), coerciviteit (Hc) en BHmax. Van deze drie geeft BHmax misschien wel het beste beeld van het totale prestatievermogen van een magneet.
BHmax staat voor het maximale energieproduct van een magnetisch materiaal. Het geeft aan hoeveel magnetische energie een magneet kan opslaan en beschikbaar kan stellen voor een toepassing.
Deze eigenschap speelt een belangrijke rol bij de ontwikkeling van elektromotoren, generatoren, sensoren en andere systemen waarin sterke permanente magneten worden toegepast.
Wat betekent BHmax precies?
BHmax is een afkorting van:
B × H (maximum)
Hierbij staat:
- B voor magnetische fluxdichtheid
- H voor magnetische veldsterkte
Het energieproduct beschrijft de maximale hoeveelheid magnetische energie die een materiaal kan leveren.
Hoe hoger de BHmax-waarde, hoe meer magnetische prestaties beschikbaar zijn binnen hetzelfde volume.
Daarom wordt BHmax vaak beschouwd als een maat voor de "kwaliteit" van een permanent magneetmateriaal.
Waarom is BHmax belangrijk?
Bij het ontwerpen van technische systemen is ruimte vaak beperkt.
Een elektromotor in een elektrische fiets, een drone of een medische scanner moet zo compact mogelijk blijven terwijl toch voldoende prestaties worden geleverd.
Materialen met een hoge BHmax maken dit mogelijk.
Omdat zij meer magnetische energie per volume-eenheid bevatten, kunnen kleinere magneten worden gebruikt zonder dat prestaties verloren gaan.
De relatie met N35, N42 en N52
De bekende aanduidingen N35, N42, N48 en N52 zijn rechtstreeks gekoppeld aan het maximale energieproduct van het materiaal.
Het getal achter de N verwijst ongeveer naar de BHmax-waarde van het materiaal, uitgedrukt in miljoenen Gauss-Oersted (MGOe).
Voorbeelden:
| Magneetkwaliteit | BHmax |
|---|---|
| N35 | circa 35 MGOe |
| N42 | circa 42 MGOe |
| N48 | circa 48 MGOe |
| N52 | circa 52 MGOe |
Hierdoor kan een N52-magneet meer magnetische energie opslaan dan een N35-magneet van dezelfde afmetingen.
BHmax en magneetsterkte
Een hoge BHmax betekent niet automatisch dat een magneet altijd sterker is.
De uiteindelijke prestaties worden ook beïnvloed door:
- afmetingen
- vorm
- temperatuur
- toepassing
- magnetisatie
BHmax beschrijft uitsluitend het potentieel van het materiaal zelf.
De werkelijke houdkracht wordt bepaald door de combinatie van materiaal en ontwerp.
Hoe wordt BHmax gemeten?
BHmax wordt bepaald met behulp van een hysteresiscurve.
Deze grafiek laat zien hoe een materiaal reageert op magnetisatie en demagnetisatie.
Op deze curve wordt gezocht naar het punt waarop het product van B en H maximaal is.
Dat punt vertegenwoordigt de grootste hoeveelheid bruikbare magnetische energie die het materiaal kan leveren.
Welke eenheden worden gebruikt?
BHmax wordt meestal uitgedrukt in:
- MGOe (Mega Gauss Oersted)
- kJ/m³ (kilojoule per kubieke meter)
Beide eenheden beschrijven dezelfde eigenschap.
Omrekening:
1 MGOe ≈ 7,96 kJ/m³
In Europa wordt vaak kJ/m³ gebruikt, terwijl in de magneetindustrie MGOe nog steeds veel voorkomt.
Waarom hebben neodymiummagneten zo'n hoge BHmax?
De bijzondere kristalstructuur van neodymium-ijzer-borium maakt het mogelijk om uitzonderlijk veel magnetische energie op te slaan.
Daardoor beschikken neodymiummagneten over een aanzienlijk hogere BHmax dan traditionele ferrietmagneten.
Dit verklaart waarom een kleine neodymiummagneet vaak dezelfde prestaties kan leveren als een veel grotere ferrietmagneet.
BHmax in moderne technologie
Materialen met een hoge BHmax worden toegepast in:
- elektrische voertuigen
- windturbines
- industriële motoren
- robotica
- medische apparatuur
- consumentenelektronica
- automatiseringstechniek
In veel van deze toepassingen is een hoge energiedichtheid essentieel om compacte en efficiënte systemen te realiseren.
De samenhang tussen Br, Hc en BHmax
De drie belangrijkste materiaaleigenschappen van een permanente magneet zijn:
Remanentie (Br)
Geeft aan hoeveel magnetisme in het materiaal achterblijft.
Coerciviteit (Hc)
Geeft aan hoe goed het materiaal bestand is tegen demagnetisatie.
BHmax
Geeft aan hoeveel magnetische energie het materiaal maximaal kan opslaan.
Samen bepalen deze eigenschappen de prestaties van een permanent magneetmateriaal.
Conclusie
BHmax is een maat voor de maximale hoeveelheid magnetische energie die een permanent magneetmateriaal kan opslaan en leveren. Hoe hoger de BHmax-waarde, hoe groter de energiedichtheid van het materiaal.
Deze eigenschap vormt de basis van de bekende N35-, N42-, N48- en N52-classificaties en speelt een belangrijke rol bij de ontwikkeling van moderne technologieën waarin krachtige en compacte magneten worden toegepast.
