Hallo, wenn ich es richtig verstanden habe, übt ein elektrisch erzeugtes Magnetfeld (mit einer Spule erzeugt) auf magnetisierbares Material eine Kraft aus, weil durch die Anziehung des Materials der Luftspalt des Magnetfeldes verkleinert wird und dadurch die Energie im Magnetfeld (kurzzeitig) verringert wird. Zumindest kann man es sich so vorstellen ;) Je höher die Permeabilität des verwendeten Materials, desto höher die darauf wirkende Zugkraft. Richtig? Aber wie verhält sich eine Dauermagnet in einem solchen Feld? Wird der stärker angezogen als ein anderes Material mit gleicher Permeabilität oder kann der anderweitig das Magnetfeld beeinflussen? Also kurz gefragt, kann ein Zugmagnet durch Einsatz eines Dauermagneten (Selten-Erder, Neodym,..) in Bezug auf Baugröße und/oder Leistungsbedarf verbessert werden? Danke und viele Grüße, dani
dani schrieb: > Also kurz gefragt, kann ein Zugmagnet durch Einsatz eines Dauermagneten > (Selten-Erder, Neodym,..) in Bezug auf Baugröße und/oder Leistungsbedarf > verbessert werden? Durch den Einsatz eines Dauermagneten hat der Zugmagnet auch im stromlosen Zustand eine gewisse Zugkraft; wenn man die Spule geeignet bestromt, kann diese Kraft entweder verstärkt oder auch "ausgeschaltet" werden. Damit kann man den Leitungsbedarf deutlich reduziren, wenn die Zeit, in der eine Zugkraft benötigt wird, im Mittel größer ist als die Zeit, in der keine Zugkraft vorhanden sein darf.
Danke die Antwort, soweit ist das klar. Man bräuchte dann allerdings noch zusätzliches "Metall", da die Kupferspule selbst ja nicht magnetisch ist. Allerdings würde mich auch mehr interessieren, ob sich dadurch die Feldlinienführung des Zugmagneten im bestromten Zustand beeinflussen lässt. Ich arbeite zur Zeit an einem Projekt zur Verbesserung eines sehr kleinen Zugmagneten (Größenordnung 5mm mit Gehäuse). Mein Betreuer meinte in einer Mail etwas von "Verstärkung der von der Spule erzeugten Magnetkraft durch einen Permanentmagneten" und "spitz zulaufender Permanentmagnet, axial zum Spulenkern angeordnet, wodurch sich an dieser Stelle die Magnetfeldlinien bündeln, so dass sich die von der Spule erzeugten Feldlinien ebenfalls im Spulenkern bündeln". Näher erklären warum das so sein sollte konnte er leider auch nicht und ich habe bis jetzt auch keinen Vorteil von Permanentmagneten zur Feldlinienführung im Vergleich zu sonstigem magnetisierbarem Material gefunden. Labert mein Betreuer also Blödsinn?
Soweit ich das in erinnerung habe Verhält sich ein Permanentmagnet für den magnetischen Fluss wie Luft, d.h. wenn man in einen Elektromagneten einen Dauermagneten einbaut, vergrößert man damit den Luftspalt. Bei Bedarf kann ich dir dazu eine Dissertation zum Thema Magnetlager raussuchen, die ein Kollegen aus meiner Gruppe an der RWTH Aachen geschrieben hat. Mit freundlichen Grüßen Thorsten Ostermann
Vielleicht kannst du mal eine Skizze machen, wie der Aufbau ungefähr aussieht; ansonsten ist es schwer sich das vorzustellen. Vermutlich besteht die Anordnung aus einer Luftspule und einem beweglichen Eisen-Teil, das in die Spule eintaucht. Wenn die Spule bestromt wird, dann wird das Eisenteil in die Spule hineingezogen. Um die Kraft zu erhöhen, muss die Flussdichte im Eisen größer werden. Wenn die Flussdichte im Eisen unterhalb der Sättigungsflussdichte liegt, dann müsste es einen Effekt haben, wenn man in das Eisenteil einen Permanentmagnet einbettet (Eisenteil in zwei Hälften sägen und an der Schnittstelle einen Magnet einsetzen). Was man auch machen könnte, wäre ein zweites, fest stehendes Eisenteil in die Spule einbauen, also möglichst viel Luft aus dem magnetischen Kreis durch Eisen ersetzen. Dadurch vergrößert sich auch die Flussdichte. Das geht aber nur bis zur Sättigungsflussdichte (ca. 2 T), mehr geht in Eisen nicht. dani schrieb: > Näher erklären warum das so sein sollte konnte er leider auch nicht und > ich habe bis jetzt auch keinen Vorteil von Permanentmagneten zur > Feldlinienführung im Vergleich zu sonstigem magnetisierbarem Material > gefunden. Die "Feldlinieführung" wird durch den Permanentmagnet eher nicht verbessert, die Permeabilität ist annähernd wie in Luft. Allerdings kann man evtl. eine höhere Flussdichte erzeugen, was dann auch die Kraft des Magneten erhöhen müsste.
Vielen Dank für die Antworten. Johannes E., genau so habe ich den Aufbau gemeint! Deine Erläuterungen hören sich sinnig an, werde also mal per Simulator überprüfen ob die 2T im Eisen schon erreicht sind...
Ich nehme mal an, du meinst mit deinem Versuchsaufbau einen Reluktanzwandler. Bei diesem Aktuatorprinzip hat der Permanentmagnet eine andere Aufgabe. Beim Reluktanzwandler entstehen die Kräfte durch Feldgrenzflächen. Feldgrenzflächenprinzipien zeichnen sich alle durch nichtlineare Kennlinien aus. Für den Reluktanzwandler bedeutet das, dass es eine quadratische Abhängigkeit zwischen der erzeugten Kraft und dem magnetischen Fluss gibt, bzw. eine 1/s² Abhängigkeit für Kraft und Weg. Um die Kennlinie im Arbeitspunkt zu linearisieren kann entweder ein konstanter Gleichstrom eingespeist werden oder (energetisch besser) ein konstanter Gleichfluss. Das realisiert man dann typischerweise mit einem Permanentmagneten.
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