Flußdichte mit verschiedenen Fe-Rückschluss-Materialien

Spannungserzeugung durch Spulen und Magnete wie funktionierts, Formeln und mehr

Re: Flußdichte mit verschiedenen Fe-Rückschluss-Materialien

Beitragvon Ekofun » Fr 24. Okt 2014, 10:23

Hallo Bernd,Hallo Herbert,

Habe Simu von 10mm dicke Fe biss 2mm Fe gemacht so kann man schön sehen wie sich Flußdichte in Luftspalt und in Eisen verändert:

probe1 Fe 10mm dick Magneten 50x20x10mm.jpg
probe1 Fe 10mm dick Magneten 50x20x10mm.jpg (370.16 KiB) 8833-mal betrachtet

probe2 Fe 9mm dick.jpg
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probe3 Fe 8mm dick.jpg
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probe4 Fe 7mm dick.jpg
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probe5 Fe 6mm dick.jpg
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probe6 Fe 5mm dick.jpg
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probe7 Fe 4mm dick.jpg
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probe8 Fe 3mm dick.jpg
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probe9 Fe 2mm dick.jpg
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Da FEEM viele Sorten hat denke das Setigung biss 2 T geht,in Buch habe auch Sorten die biss 2 T Setigung haben.

Grüße

Ekofun
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Re: Flußdichte mit verschiedenen Fe-Rückschluss-Materialien

Beitragvon vm » Fr 24. Okt 2014, 16:21

Hallo an Alle

Nach meinen Experimenten zu urteilen würde ich sagen Alois hat Recht , die Magnetbreite spielt eine große Rolle bei der Wahl der Materialstärke des Rückschlusses.

Bis her hatte ich mich auch an etwa 2/3 der Magnethöhe orientiert ( bei Neos ) und hatte durch die Verwendung von meist ca 5 X 10 X 35 oder 40 mm Mags nie Probleme ( auch nicht wenn 2 Stück nebeneinander einen Pol darstellten )
Zumindest war der Rückschluss nicht magnetisch , also traten keine Feldlinien aus. ( meist genügte etwa 1/3 )

Bei dem kleinen Glockenanker ( viewtopic.php?f=8&t=2078&start=40 ) bin ich dann aber fast verzweifelt :?

Die verwendeten 5 X 10 x 40 mm Magneten wurden nur zu 2 Polen zusammengefasst ( ein Nord , ein Süd ) und nahmen jeweils den halben Umfang ein.

Erst nachdem ich den Rückschluss neu und mit reichlich 12mm Wandung gebaut habe waren die 5 mm hohen Mags gebändigt und der Rückschluss nicht mehr Magnetisch !!!!!

( was aber nicht bedeuten muss das eine weitere Verstärkung des Rückschlusses keine weitere Verbesserung mit sich bringen kann )

mfg.Volker
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Re: Flußdichte mit verschiedenen Fe-Rückschluss-Materialien

Beitragvon Ekofun » Sa 25. Okt 2014, 11:31

Hallo zusammen,

denke das für diese Magneten Eisen soll mindestens 5 mm dick sein,so das Flu´dichte nicht unter 0,461 T sinkt.
Anderes um auch Magneten und ihre Anzihungskraft entscheiden bei Eisendicke,Scheibe soll sich in keinem Fall biegen oder verformen.Magnetkraft und D spielen auch eine Rolle dabei.
Das ist meine Meinung darüber,denke das es noch bessere Erklehrungen gibt.

Grüße

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Re: Flußdichte mit verschiedenen Fe-Rückschluss-Materialien

Beitragvon Bernd » Sa 25. Okt 2014, 11:52

Auf Wikipedia gibt es einen Artikel der schön die Sättigungseigenschaften diverser Stoffe beschreibt.
Unter anderen gibt es unten rechts ein Diagramm mit divesen Kurven unterschiedlicher Stahlsorten.
Dabei erreicht kein einziger der abgebildeten Stahlsorten 2 Tesla geschweige mehr, manche deutlich weniger als 1,5T.
Gusseisen erreicht dort z.B.nicht mal 1T und der eigentliche "Knick" in der Kurve liegt sogar noch deutlich tiefer.

http://de.wikipedia.org/wiki/Ferromagnetismus

Insofern glaube ich das FEMM da nicht so richtig die Wirklichkeit widerspiegelt denn es errechnet Flussdichten von 2T und mehr.
Ab einer Flussdichte im Eisen von mehr als ca. 1,5T würde ich davon ausgehen das das nicht unbedingt zutreffend sein kann.
Bei Gusseisen liegt die Sättigung sogar noch deutlich tiefer.
Hier würde ich spätestens bei 1T von einer Sättigung ausgehen.

Auf Ekfouns Test bezogen wären dann Eisendicken unter 6mm Dicke zu dünn.
Bei Gusseisen wären auch 6mm schon zu dünn. Es müssten da ca. 8mm her.


Grüsse

Bernd
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Re: Flußdichte mit verschiedenen Fe-Rückschluss-Materialien

Beitragvon Famzim » Sa 25. Okt 2014, 17:17

Hallo

Einen Eisenrückschluß nimmt man weil der relatief ohne von der Kraft der Magnete zuzehren das Feld durchleitet.
Wenn das unverhältnismässig viel wird, spricht man von Sättigung.
Man kann das trotzdem weiter und auch stärker magnetisieren, ABER man wird für ein 10 % stärkeres Feld dann die ~ 10 fache Leistung von der Energie der Magneten verbrauchen, die dann nicht mehr für Luftspallt und Gegenfelder der Spulen zur Verfügung steht.
Noch weiter wirkt das dann wie ein zusätzlicher Luftspallt, also weitere Steigerung wirkt dann wie ohne Rückschluß, die 1,5 T haben wir aber schon mal sicher, die sind dann ja nicht weg.
Bei den Magnetisierungskurven, die nach rechts immer weiter ansteigen, wird die benötigte Feldstärke unten ja angegeben, da muß man sich entscheiden was noch Sinnvoll erscheint, und verbraucht werden darf.

Gruß Aloys.
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Re: Flußdichte mit verschiedenen Fe-Rückschluss-Materialien

Beitragvon Ekofun » Sa 25. Okt 2014, 18:14

Hallo Aloys,

habe FEEM Simu (Probe1) noch mal als Bild gemacht und andere Daten beigefügt,da sind auch verschiedene Feldstärke(H) und verschiedene Flußdichten.
Vileicht kannst Du mir erklehren wo für sind diese Werte da,ich weiss es nicht.

FEEM-Outout.jpg
FEEM-Outout.jpg (372.2 KiB) 8797-mal betrachtet


Danke Dir.

Grüße

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Re: Flußdichte mit verschiedenen Fe-Rückschluss-Materialien

Beitragvon magneto » Sa 25. Okt 2014, 23:02

Hallo an Alle

FEMM beinhaltet riesige Menge Messungsergebnisse aller im Programm vorhandenen Materialarten die anschließend in Diagrammen dargestellt sind. Das Programm greift auf diese Dateien bei Ausführung der Analysen zu.

Für 1006 Steel sieht die Magnetisierungskurve so aus:

1006 Steel.JPG
1006 Steel.JPG (84.78 KiB) 8785-mal betrachtet


Laut Diagrammdateien um die Flußdichte 1,475645 T in 1006 Steel zu erreichen wird benötigt Feldintensität 632,106252 A/m.
Aus der Datei habe ich auch höchste gemessene Werte abgelesen – in 1006 Steel kann theoretisch auch die Flußdichte 2,499516 Tesla erreicht werden – bei Feldintensität 316803.620370 A/m.

Grüße

Stefan
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Re: Flußdichte mit verschiedenen Fe-Rückschluss-Materialien

Beitragvon Bernd » So 26. Okt 2014, 00:02

Das ist interessant das eine ganze Magnetisierungskurve für die Materialien hinterlegt ist, aber muss ja auch so sein.
Die Beispielkurve reicht bis 2,5T, das ist echt ne Menge.
Allerdings knickt diese, bei vielen Stahlsorten, deutlich um die 1,5T ab.
Wie Aloys schon schrieb, darüber geht auch noch was aber mit deutlichen Verlusten.

Um eine Vergleichbarkeit zu schaffen, welcher "Feldintensität" entspricht denn unser "Antrieb" bestehend aus einem Neodymmagneten?
Das ist vermutlich abhängig vom Querschnitt auf den der magnetische Fluss des Magneten wirkt.


Grüsse

Bernd
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Re: Flußdichte mit verschiedenen Fe-Rückschluss-Materialien

Beitragvon magneto » So 26. Okt 2014, 10:26

Ich habe die Sache noch mal überprüft und mein Übersetzungsfehler auf dem Übersetzungsweg Englisch/Polnisch und danach noch Polnisch/Deutsch festgestellt. :oops:

Also diese „Feldintensität“ soll in meinem vorherigen Beitrag eigentlich „Feldstärke“ heißen.
Die Feldstärke „H“ laut Wikipedia ist wiederum von der Flußdichte und der magnetischen Leitfähigkeit abhängig.
H = B / µ
So recht verstehe ich alle diese Zusammenhänge nicht – sind für mich „ ein bißchen zu klug“

Grüße

Stefan
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Re: Flußdichte mit verschiedenen Fe-Rückschluss-Materialien

Beitragvon magneto » So 26. Okt 2014, 13:34

Nach längerer Überlegung ich sehe es so:

Materialspezifisch niedrige bzw. begrenzte/ schnell abfallende Leitfähigkeit „µ“ verursacht hohen Wert bzw. proportional schnell ansteigenden Wert der Magnetfeldstärke ( bei Annahme daß man Flußdichtewert konstant behält (H = B / µ)
So gesehen stellt das Wert der Magnetfeldstärke den magnetischen Widerstand des Magnetfeldleiters dar.

Im Unterschied zum elektrischen Widerstand ist jedoch der magnetische Widerstand NICHT KONSTANT materialspezifisch,
weil µ - Wert bei Feldspannung- Änderungen nicht (nicht für alle Materialien) linear ist.

Keine Gewähr für Korrektheit dieser Ausführung ;)

Grüße

Stefan
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