Permanentmagnete


Zuletzt aktualisiert von Rolf Gloor am 05.05.2011

Für ein hohes Drehmoment ist eine hohe Induktion (Remanenzinduktion Br) notwendig. Damit das Permanentmagnet aber durch hohe Ströme nicht entmagnetisiert wird, sollte auch die Koerzitivfeldstärke Hc hoch sein. Die günstigen Ferrit-Magnete haben keine hohe Remanenz aber eine mittlere Koerzitivfeldstärke. Aluminium-Nickel-Cobalt-Magnete (Alnico) haben eine hohe Remanenz sind aber leicht entmagnetisierbar. Samarium-Cobalt-Magnete (SmCo) oder auch Neodymium-Eisen-Bor-Magnete haben die gewünschten Eigenschaften, sind aber teuer. Ein weitererer Preisfaktor ist die Temperaturfestigkeit, denn Magnete verlieren mit zunehmender Temperatur ihre magnetischen Eigenschaften (Stichwort Curie-Temperatur).

 

magnetkennlinien
Magnetisierungskennlinien von Permanentmagneten.

Auslegungsbeispiel

Wie gross ist die Induktion im Luftspalt gemäss untenstehender Anordnung?

magnetschnitt
Schnitt des magnetischen Kreises (grün = Permanentmagnet).
permanentmagnet_H_B
Magnetisierungskennline des Permanentmagneten.
  • Bei konstanten Querschnitt und unter Vernachlässigung der Streuung herrscht im ganzen Magnetkreis die gleiche Flussdichte: Bmag = Bluft
  • Die Durchflutung (Θ = w I = Σ H l) ist Null: Sie ist im Luftspalt ist gleich gross wie die im Magnet: Hluft lluft = - Hmag lmag
  • Im Luftspalt gilt auch die Gleichung: Bluft = μ0 Hluft eine Geradengleichung
  • Für das Magnet gilt die Magnetisierungskurve, für die Luftspaltgerade ergibt sich somit folgende Gleichung: Hmag = - Bmag lluft / (lmag μ0)
    Hmag = Bmag - 0.01 m / (0.03 m 1.27 μVs/Am) = Bmag - 265 kAm/Vs => bei 0 A/m ist die Luftspaltinduktion 0 T, bei 100 kA/m wäre die Luftspaltinduktion 0.38 T.
  • Die Flussdichte im Luftspalt und im Magnet sind im Schnittpunkt bei 0.3 T gleich gross.

 

permanentmagnet_H_B_2
Grafische Lösung mit der Luftspaltgeraden.

Um die magnetische Energie des Permanentmagneten optimal auszunützen, sollten Selten-Erde-Magnete etwa 1 bis 2-mal so dick wie der Luftspalt sein und am besten direkt am Luftspalt angebracht werden.


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