Flußdichte mit verschiedenen Fe-Rückschluss-Materialien

Spannungserzeugung durch Spulen und Magnete wie funktionierts, Formeln und mehr

Flußdichte mit verschiedenen Fe-Rückschluss-Materialien

Beitragvon Ekofun » Mi 22. Okt 2014, 17:47

Hallo zusammen,

bei FEEM-Simulazionen nehme immer Steel 1006,denke das das st 37 ist,und der ist beste magnetische Leiter.Da alle Materialnahmen auf englisch sind(ich kann nicht englisch) so habe für alle diese Materialien eine Simu gemacht mit gleichen Magneten,und Luftspälten um sehen welche Materialien in FEEM-Liste gut sind.
Magneten in Simu: 50x20x10 ; Luftspalt ist 14mm und FE-dicke ist 8mm.Anfang ist mit Steel 1006.....

Eisendicke ist geändert auf 5mm...
Es ist weniger aber nicht viel weniger...
Materialien...............................................................Flußdichte-Fe 8mm dick........5mm dick

Steel 1006...............................................................................0,4612 T.............0,4611 T
US Steel 2-S 0.018.....................................................................0,4619 T.............0,4607 T
US Steel 2-S 0.024.....................................................................0,4619 T
Pure Iron.................................................................................0,4519 T.............0,4609 T
1010 Steel...............................................................................0,4617 T.............0,4605 T
1018 Steel...............................................................................0,4614 T
1020 Steel...............................................................................0,4616 T.............0,4604 T
1117 Steel...............................................................................0,4617 T
Supermendur............................................................................0,4619 T.............0,4618 T
Stainless stell 416.............................................................................................0,4557 T
Stanielss stell 430.............................................................................................0,4523 T
Vanadium Permader....................................................................0,4618 T
Pure Iron annealed......................................................................0.4619 T.............0,4616 T
Ingol Iron.................................................................................0,4618 T
Hot rolled Low-Carbon Steel..........................................................0,4618 T.............0,4608 T
M-50.......................................................................................0,4617 T
Cold rolledlowstrip carbon Steel.....................................................0,4617 T
Cold drawn carbon annealed..........................................................0,4617 T.............0,4607 T
M-43 and M-36...........................................................................0,4618 T
Steel castings as cast...................................................................0,4614 T.............0,4597 T
Carbon Stell forgings annealed........................................................0,4614 T
3% Si strip oriented......................................................................0,4619 T
M-27........................................................................................0,4618 T.............0,4599 T
M22.........................................................................................0,4618 T
M-19........................................................................................0,4618 T.............0,4593 T
M14.........................................................................................0,4619 T
Malleable Ironcastings as Cast.........................................................0,4616 T.............0,4538 T
416 Stainlles stell annealed............................................................0,4612 T
Mondular cast Iron.......................................................................0,4607 T.............0,4508 T
Gray Ironcast..............................................................................0,4555 T
Deltamax oriented *......................................................................0,4619 T.............0,4596 T
4750 alloy..................................................................................0,4619 T
Perminvar(45% Ni-25% Co)...............................................................0,4616 T
Powdered Iron sintered annealed......................................................0,4616 T
Monimax oriented.........................................................................0,4619 T
Monimay non oriented....................................................................0,4619 T
65 Permalloy...............................................................................0,4619 T
Sinimax......................................................................................0,4615 T
Moly-Permalloy.............................................................................0,4351 T*
78 Permalloy................................................................................0,4617 T
Supermalloy................................................................................0,4305 T*
Mumetal.....................................................................................0,4126 T*
Pure Nickel annealed......................................................................0,4027 T**
Soft magnetic ferite Fe Ni Zn V..........................................................0,3701 T**
30% Ni-Fe temperature compensazion alloy............................................0,3476 T*
Monel annealed.............................................................................0,3331 T***

Letzten Stofe zeigen eine kleinere Flußdichte und Deltamax oriented hat interessante Simubild vom Flußdichte:

Deltamaxalloy.jpg
Deltamaxalloy.jpg (364.42 KiB) 6228-mal betrachtet


Grüße

Ekofun
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Re: Flußdichte mit verschiedenen Fe-Materialien

Beitragvon Bernd » Mi 22. Okt 2014, 18:15

Hallo Ekofun und vielen Dank für die Arbeit die du Dir gemacht hast.
Erstaunlichweise hat bei deinem Versuch das Material bzw. die Stahlsorte des Rückschlusses, bis auf einige exotische Sorten, praktisch keinen Einfluss
auf die zu erwartende Höhe der magnetischen Flussdichte im Luftspalt.
Evtl. wäre das Ergebnis bei einer geringeren Rückschlussdicke ein anderes?

Grüsse

Bernd
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Re: Flußdichte mit verschiedenen Fe-Rückschluss-Materialien

Beitragvon herbk » Mi 22. Okt 2014, 18:38

Hi Ekofun,
ich "kenne" (besser gesagt ich hab mal davon gehört dass es die gibt) eine SAE Norm, nach der ein 1006 eine Zugfestigkeint von 300 MPa (300N/mm^2) hat.
Nach unseren aktuellen Stahlbezeichnungen ist ein 1.006 ein das was früher ein St60war - da ist aber en Punkt in der Bezeichnung.
Gruß Herbert
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Re: Flußdichte mit verschiedenen Fe-Rückschluss-Materialien

Beitragvon Ekofun » Mi 22. Okt 2014, 20:02

Hallo Bernd,

nach und nach werde auch mit dünnere Rücksclusseisn das gleiche wie eben simulieren,denke das es nicht erforderlich ist alle simulieren,einige genügen um zu sehen wie es wird mit z.B 5mm dicken Eisen.
Schade das man nicht weiss was für Eisen das ist,diese Namen könne ich nicht und in Buch (deutsche) finde so was nicht.Da sind deutsche Bezeichnungen nach Deutschedinnorm.Englender habe keine Normen wie es aussieht.

@ Herbert,

ja,möglich,in buch habe Fe nach Din von st37 auwerts,dann kommen Legierungen mit sehr hohen Festigkeiten.Beste magnetische Leitfähigkeit hat St36 und St37 laut Dr.Kersting vom Tyhssen Werke,ist weiche Eisen aber keine Gusseisen,und Festigkeit um 340 N.
Mehr weiss auch nicht.

Grüße

Ekofun
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Re: Flußdichte mit verschiedenen Fe-Rückschluss-Materialien

Beitragvon Ekofun » Mi 22. Okt 2014, 21:43

Habe Enderungen oben gemacht,neue Werte eingegeben.

Grüße

Ekofun
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Re: Flußdichte mit verschiedenen Fe-Rückschluss-Materialien

Beitragvon herbk » Do 23. Okt 2014, 06:16

Guten Morgen Ekofun,
ich denke die Unterschiede werden erst dann deutlicher, wenn die Materialien an die Sättigungsgrenze kommen. Geh doch mal runder auf 1 oder 2mm Dicke...
Gruß Herbert
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Re: Flußdichte mit verschiedenen Fe-Rückschluss-Materialien

Beitragvon Bernd » Do 23. Okt 2014, 08:07

Hallo Ekofun,
Da steht immer noch 8mm Dicke und dann tiefer "geändert auf 5mm" das ist für den Betrachter verwirrend.
Wenn die Zahlen jetzt 5mm Dicke wiedergeben sollte auch nur diese Dicke genannt werden.
Erstaunlich finde ich das 5mm Dicke anscheinend auch noch völlig ausreichend ist um die gleiche Flussdichte im Spulenraum zu erhalten.

@ Herbert
1 bis 2mm Dicke wäre nach meiner Meinung deutlich zu wenig Rückschlussdicke.


Grüsse

Bernd
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Re: Flußdichte mit verschiedenen Fe-Rückschluss-Materialien

Beitragvon herbk » Do 23. Okt 2014, 09:51

Hi Bernd,
das ist schon klar... ich denke nur, dass sich da die Unterschiede erst dann aufzeigen, wenn die Sättigungsgrenze erreicht ist.
Ich versuch mal meine Gedanken bildlich darzustellen:
Der Luftspalt lässt mit diesen Magneten einen Magnetfluss von 0,46xx T zu (genau wie ein bestimmter Widerstand in einem Stromkreis nur einen bestimmten Strom zulässt). Dieser Magnetfluß muss über den Rückschluß einenen geschlossenen Kreislauf ergeben, sonst fließt da nichts.... Und wie beim Strom, wird auch beim Magnetfluss die Höhe durch den größten Wiederstand - den Luftspalt - bestimmt, durch den Rückschluß müssen also nicht mehr als die 0,46xxT die auch im Luftspalt "fließen".
So lange der Leiter dem Magnetfluss keinenhöheren Widerstand als der Luftspalt entgegensetzt, was unterhalb der Sättigungsgrenze der Fall ist, wird man kaum einen Unterschied feststellen können.
Zuletzt geändert von herbk am Do 23. Okt 2014, 10:05, insgesamt 1-mal geändert.
Gruß Herbert
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Re: Flußdichte mit verschiedenen Fe-Rückschluss-Materialien

Beitragvon Ekofun » Do 23. Okt 2014, 10:03

Hallo Bernd,hallo Herbert,

jetzt habe Bericht mit Flußdichten richtig gekennzeichnet,gestern konnte nicht mehr guken so habe schnell gemacht.

Denke das 5 mm Fe schon jetzt in Setigung ist,in Eisen haben wir 1,5 T laut Farbe.

Simo15 Fe 5mm dick.jpg
Simo15 Fe 5mm dick.jpg (353.05 KiB) 6201-mal betrachtet


Kann alle Simulation eingeben aber denke immer auf Speicherplatz des Forum,da muss eine gewaltige Festplatte sein um so viel Daten behalten zu können.So spare ich immer.

Grüße

Ekofun
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Re: Flußdichte mit verschiedenen Fe-Rückschluss-Materialien

Beitragvon Bernd » Do 23. Okt 2014, 11:32

Ich habe eine Befürchtung.
Ich befürchte das FEMM zwar den nötigen magnetischen Fluss bzw. Flussdichte im Material korrekt darstellt bzw. errechnet,
die Sättigungsgrenze aber in seinen Berechnungen nicht berücksichtigt.
Es könnte sein das FEMM nicht berücksichtigt das oberhalb der Sättigung nichts mehr durch das Eisen geht.

Ich befürchte daher das sich an den Werten auch dann nichts ändert wenn man das Eisen oberhalb der Sättigung betreibt.
Ekofun vielleicht könntest du das an einem einzelnen Beispiel mal ausprobieren.
Die Simu die du gerade zeigtest und wo im Eisen schon 1,5T herrschen, wenn du da das Eisen noch mal etwas dünner
machen würdest so das es garantiert oberhalb der Sättigung läge.

P.S. wobei fraglich ist ob FEMM die Tiefe des Materials (die Länge des Magneten korrekt berücksichtigt

Grüsse

Bernd
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