Permanentmagnete kurzschließen

[Markus P. (maxpeer)]

Hallo,

ich habe im Zuge einer Arbeit einen recht einfachen Eisenkreis mit 
Permanentmagneten entworfen (siehe Bild). Die Idee dahinter ist dabei 
für das momentane Problem allerdings nicht wichtig.
Nach dem Aufbau des Eisenkreises habe ich die Flussdichte im Luftspalt 
vom Joch gemessen, und die Ergebnisse waren um vieles kleiner als zu 
erwarten war.

Kurz zu den Infos:
PM: NdFeB mit Br ~ 1.3T bzw. Hc = 900kA/m, Höhe des PM: 10mm
Blech: M600 Stahlblech (Sättigung bei ca. 1.5T)
Luftspalt ca. 2mm
Querschnitt des Eisenkreises: Breite: 40mm, Tiefe: 20mm

Ich habe den Eisenkreis dann noch "besser" kurzgeschlossen, sodass nur 
mehr ein kleiner Luftspalt (ca. 1mm) zum Messen der Flussdichte übrig 
geblieben ist. Dabei würde man dann ja vermutlich eine Flussdichte nahe 
der Remanenzflussdichte erwarten oder? (also ca. 1.3T) Tatsächlich messe 
ich aber nur 0.4 - 0.5T...
Als Gründe dafür fallen mir bis jetzt nur ein, dass gewisse Streufelder 
den Fluss reduzieren könnten, bzw. das Feld im Luftspalt etwas 
"ausbaucht", und dementsprechend eine geringere Flussdichte als im 
Inneren des Eisenkreises ist. Allerdings erklärt das für mich nicht eine 
Abweichung von über 100% von meinen erwarteten (bzw. auch simulierten) 
Ergebnissen.

Habt ihr eine Idee, woran das sonst noch liegen kann?
Vielen Dank und liebe Grüße!

[Michael B. (laberkopp)]

Markus P. schrieb:
> Dabei würde man dann ja vermutlich eine Flussdichte nahe der
> Remanenzflussdichte erwarten oder

Nein.

1mm Luft ist ein hoher magnetischer Widerstand, ungefähr so hoch wie 4 
Meter Eisen.

[Markus P. (maxpeer)]

Michael B. schrieb:
> Markus P. schrieb:
>> Dabei würde man dann ja vermutlich eine Flussdichte nahe der
>> Remanenzflussdichte erwarten oder
>
> Nein.
>
> 1mm Luft ist ein hoher magnetischer Widerstand, ungefähr so hoch wie 4
> Meter Eisen.

Aber der PM ist 10mm hoch und hat eine Permeabilität von ca. 1
Dementsprechend. Im Vergleich dazu macht 1mm zusätzlicher Luftspalt 
keine große Veränderung.
Selbst im Fall eines Kurzschlusses hat man also die Höhe des PM als 
"Innenwiderstands", dementsprechend ergibt sich ja die 
Remanenzflussdichte...

[Pandur S. (jetztnicht)]

Das Ziel ist also ein moeglichst hohes Feld im Luftspalt ? Oder nur ein 
hoher Fluss im Eisen ?

Eigentlich macht man solche Magnetkreise wegen den Luftspaltes, weil 
dort etwas geschehen soll.
Was soll das gruene Teil im unteren Bereich ? Eine Halterung fuer eine 
Gehaeuseschiene ?

Wie immer .. erzaehl etwas mehr darueber. Was soll das Ganze ?

[Markus P. (maxpeer)]

> Wie immer .. erzaehl etwas mehr darueber. Was soll das Ganze ?

Ich habe einen Magnetkreis, bei dem ein mechanisch bewegliches Teil (in 
Grün) aus dem Eisenkreis gezogen wird. Abhängig von der Position soll 
dabei die Kraft auf dieses Teil, sowie der Gesamtfluss im Eisenkreis 
gemessen werden.
Dabei hat sich bei den ersten Messungen herausgestellt, dass die 
tatsächliche kraft bzw. der tatsächliche Fluss wesentlich kleiner sind 
als die Simulation voraussagt (FEMM)
Daher wollte ich den Magneten testen, ob seine Eigenschaften auch mit 
den angegebenen Werten zusammenpasst. Meine Vermutung war, dass wenn ich 
den Magnetkreis "kurzschließe", ich dann auch eine Flussdichte nahe der 
Remanenzflussdichte habe. Dies hat sich aber bei den Messungen gezeigt, 
dass das nicht so ist.
Dabei ist der Magnet oben in der Mitte, der Luftspalt in dem ich messe, 
unten in der Mitte.
Inzwischen habe ich diesen "kurzgeschlossenen" Eisenkreis auch simuliert 
und es zeigt sich, dass hier trotzdem sehr viel Streufluss ist, welcher 
bewirkt, dass beim Luftspalt nur mehr ein geringeres Magnetfeld ist.
Das überrascht mich zwar, da es von theoretischer Überlegung her für 
mich nicht zu erwarten war, aber schaut so aus...
Im Anhang noch ein Simulationsergebnis in Ansys Maxwell, man sieht eine 
Flussreduktion unten (Luftspalt) von ca. 25% im Vergleich zum Magneten 
oben.