Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : Elektromagnet mit oder ohne Kern????
Hallo Forum,
ich möchte mit einem Elektromagnet einen anderen Magneten anziehen.
Momentan habe ich nur eine Spule, was auch schon ganz gut funktioniert.
Würde das ganze noch besser funktionieren wenn ich in die Spule einen Kern mit großer Permeabilität einbaue?
Grüßle
Sebastian
Hallo Seb,
die Anker von Elektromagneten sind im allgemeinen keine Magneten, sondern Teile aus Weicheisen.
Am besten funktioniert der Elektromagent dann, wenn der Magnetische Fluss im offenen Zustand schon fast geschlossen ist und durch das Anziehen des Ankers ganz geschlossen wird - bis auf einen Minimalabstand, der beispielsweise durch ein eingeklebtes Stück Papier erreicht wird, und der ein Klebenbleiben durch den Restmagnetismus verhindert.
grüsse,
Hannes
Am besten funktioniert der Elektromagent dann, wenn der Magnetische Fluss im offenen Zustand schon fast geschlossen ist und durch das Anziehen des Ankers ganz geschlossen wird - bis auf einen Minimalabstand, der beispielsweise durch ein eingeklebtes Stück Papier erreicht wird, und der ein Klebenbleiben durch den Restmagnetismus verhindert.
Das ist mir schon bewusst ich möchte und muss aber die Fernwirkung des Magneten ausnutzen, das heißt zwischen Anker und Spule sin ca. 50mm.
Mein gedanke war das ich einen E-Magneten und eine Permanentmagneten nehme und durch das Steuern des E-Magneten den Permanentmagneten Anziehe oder Abstoße bzw. Halte.
Was wäre hier besser mit oder ohne Kern??
Oder ist mit Kern immer besser??
Grüßle
Sebastian
Mit Kern ist die erreichbare Kraft immer größer. Die größte Kraft wirkt dann, wenn der Eisenkreis fast geschlossen wird (wie schon vohopri sagte).
Aber wenn Du die Aufgabenstellung genauer definieren würdest, könnte man eine bessere Aussage über die optimale Bauform machen. Wenn es um die Bewegung eines Ankers geht, muss der nicht ein Permanentmagnet sein, Weicheisen reicht. Außerdem kann es passieren, dass der Permanentmagnet seine magnetische Wirkung verliert, wenn der Elektromagnet zu stark ist, oder die Richtungswechsel zu schnell erfolgen, und/oder die Temperatur steigt.
Ja,
auch wenn du 50 mm Abstand hast, ist die Wirkung am grössten, wenn du auf einen geschlossenen Magnetischen Fluss achtest. Am besten Spule mit UKern und Anker parallel zueinander, das ergibt einen rechteckigen magnetischen Fluss mit 2 mal 50 mm (Luftspalt) besser Luftabgrund. 50mm zu überbrücken wird relativ aufwändig.
Wirklich raten kann man dir nichts, weil du schon wieder die Randbedingungen des Projekts verheimlichst. Aber möglicherweise ist das eines dieser Projekte, von denen der Innenminister gesprochen hat, und es ist besser, wir wissen überhaupt gar nichts von solchen grauslichen Sachen.
grüsse,
Hannes
Besserwessi
10.02.2009, 17:55
Fast immer ist mit Kern kräftiger. Nur wenn der Permanentmagnet so dicht dran ist, dass der Elektromangent nicht dagegenankommt ist es ohne Kern stärker.
Mit Kern ist die erreichbare Kraft immer größer. Die größte Kraft wirkt dann, wenn der Eisenkreis fast geschlossen wird (wie schon vohopri sagte).Naja, ganz so ist es nun auch nicht...
mit Kern ist nur besser, wenn dieser nicht in die Sättigung geht.
Nicht ohne Grund sind die stärksten Elektromagnete der Welt als Luftspulen ausgeführt.
Besserwessi
10.02.2009, 19:37
Das man bei den ganz starken Magneten Luftspulen nimmt hat andere Gründe: zum einen gewinnt man durch den Kern nicht mehr so viel. Dann wird das Feld weniger berechenbar und schließlich können je nach Form die Krafte auf den Kern selber störend wirken.
Bei einigen großen Magneten (Detektoren für Elementarteilchen) nimmt man aber trotzdem noch Kerne, weniger für mehr Feldstärke, sondern um Störungen in der Umgebung zu reduzeiren.
Für kleine Spulen bringt so ein Kern aber schon etwas. Da kommt man so schnell nicht in die Sättigung. Das Problem kann eher sein, das der Permanentmagnet den Kern fast in die Sättigung bringt, und die Spule es kaum schaft die Polung umzudrehen.
Das heißt, wenn der Permanentmagnet relativ wenig auf meinen Kern wirkt und er Kern nicht in Sättigung geht bringt er mir etwas, ansonsten wirkt er sich in der Anwendung negativ aus...
Ab wann geht so ein Kern in Sättigung? Wieviele Tesla braucht man da??
Also Eisen dürfte schon ziemlich früh in die Sättigung gehen... da geht vielleicht 1T, aber sicher nicht viel mehr
wie es bei anderen Materialien ausschaut kann ich dir jetzt so pauschal nicht sagen, aber ich schätze mehr als 3T sind auf keinen Fall drin (lasse mich aber gern eines besseren belehren)
Besserwessi
11.02.2009, 19:23
Bei Ferriten liegt die Sätigung schon wesentlich niedriger, ca. 0,1 .. 0,5 T. Auch Mumetall schaft nur etwa 0,8 T. Wirkliche Sättigung ist für reines Eisen auch erst bei über 1,5 T.
Bei einigermaßen weichmagnetischen Legierungen geht es bis etwa 2.2 T (Eisen Cobalt Legierung). Darüber geht es mit Seltenerdlegierungen, dann aber mit ziehmlich kleiner Permeabilität und teuer. Soweit ich weiss sind bis etwa 7 T drin, aber mit nur geringer Permeabilität.
Wenn der Kern nicht geschlossen ist, wie man es als Aktor in der Regel braucht, kommt man bei den eher kleinen Abmessungen und ohne kräftige Wasserkühlung nicht so einfach in die Sättigung (ginge wohl nur gepulst).
Also ich habe mal eine Skizze gemacht.
Wie müsste ich hier den Magnetischen Kreis aufbauen damit ich den Permanentmagneten zwischen den Suplen bewegen kann.
Zwischen den Spulen kann ich nichts montieren, muss also wenn dann außerhalb sein.
Spulen sind ohne Kern.
Der Permanentmagnet hat eine magnetisierung von N42, d.h. eine Remanenz von 1,2 bis 1,5 Tesla
Kann mir da denn niemand einen Tip geben wie ich das machen könnte?
Kannst Du die Spulen auf der Seite nicht verbinden? Damit ein U-förmiger Eisenkreis entsteht? Dann musst du noch den Permanentmagneten so sichern, dass es sich nur nach oben oder unten bewegen kann. Die Bewegungsrichtung des Ankers kannst du durch die Richtung des Stromflusses beeinflussen. Eigentlich ist es bei diesem Aufbau dann auch nicht notwendig, dass der Anker ein Permanentmagnet ist.
Ich kann die Spulen Außen schon verbinden.
Der Magnet ist geführt, kann also nicht von der Achse weg.
Würde die Verbindung als "Joch" eine Steigerung bringen?
Ich hab da keine Erfahrungen.
Aus was würde man das Joch dann am besten machen? (Material??)
Grüßle
Bastii
Danke schon mal für die Hilfe
Edit: Bild hinzugefügt
Magnetfeld der Spulen müsste dann in gleicher Richtung sein, oder?
Joch bringt sicher eine Steigerung. Ausserdem reicht dann eine Spule, da du mit der Auslegung des Eisens den magn. Fluss führen kannst.
Edit: hab sowas mal in einer LV simulieren müssen, wenn du Interesse hast, schicke ich dir das Protokoll
Ja da besteht großes interesse...
Danke schön.
Wenn ich das richtig verstehe reicht es wenn ich das Joch anbringe um das Feld zu führen. Ist der Permanentmagmet dann sinnvoll oder reicht dann ein Stück Eisen?
Das Joch auch aus Eisen fertigen oder was wäre da sinnvoll?
Edit: Für das Joch eher größe oder kleine Permeabilität??
Ja, das joch auf alle Fälle aus (Weich)eisen. Statt dem Permanentmagnet reicht auch ein Stück Eisen.
Das Protokoll kann ich dir dann später schicken, ist auf einem anderen Rechner. Inzwischen schau dir mal diese Software an, damit kannst du die auftretenden Kräfte und Feldverläufe simulieren: http://www.igte.tugraz.at/index.php?option=com_content&task=blogcategory&id=17&Itemid=37
PS: Passwort entweder an der Seite nett Fragen, oder das einfachste ausprobieren (Softwarename)
Wie bekomme ich gößere Kräfte mit Permanentmagnet oder mit Eisen?
@Pongi: Danke
Edit: Weicheisen = Permaloy (Mumetall) ??
Wie wäre hier der Werkstoff "R Ni 2" nach DIN 17405
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