CH306175A - Verfahren zur Einsparung von Magnetbaustoff für stabilisierte Dauermagnete. - Google Patents

Description

  Verfahren zur Einsparung von Magnetbaustoff für     stabilisierte    Dauermagnete.    Dauermagnete, bei denen eine bestimmte       Luftspaltenergie    verlangt wird, werden nach  den bekannten Formeln:  
EMI0001.0003     
    berechnet, wo     Il,        q1    Länge und Querschnitt des       Kraftlinienweges    im Luftspalt,<I>12,</I>     q2    im       Dauermagneten,   
EMI0001.0009  
   die Feldstärke im  Luftspalt,     II2,        B2    Feldstärke und Induktion       rin    Dauermagneten,

       ss    der Streukoeffizient  (Verhältnis des Induktionsflusses im magne  tischen     -Material    zu demjenigen im Luftspalt,  durch     einen        Modellversueli    festzustellen) und        "    die     Permeabilität    des luftleeren Raumes  sind.  



  Der Zusammenhang von     H2    und     B2    ist  aus der sogenannten     Magnetisierungskurve    des       Dauermagnetwerkstoffes    zu entnehmen. Aus  (1) und (2) folgt, dass das benötigte Magnet  volumen für die im Luftspalt gewünschte  Feldstärke     Hl     
EMI0001.0024     
    Es wird also bei gegebenem Luftspalt  1     volumen        (1i,        q1)    und Streuverhältnissen     (ss)     um so kleiner, je grösser     H2   <I>-</I>     B2    wird.

   Der  Arbeitspunkt wird also so gewählt, dass     H2   <I>-</I>     B2       ein     Maximum    wird. Dies ist bekanntlich an  genähert dann der Fall, wenn als Arbeits  punkt der Schnittpunkt     P1    der     Magnetisie-          rungskurve    U mit der Diagonalen des     Recht-          eckes    über     B,    und     H,    gewählt wird mit den  Werten     B"    und H" für B2 und H2.  



  Nun sind die Dauermagnete zunächst nicht  stabil, das heisst ein Fremdfeld oder eine  Veränderung des Luftspaltes würde eine blei  bende Veränderung des Magneten hervorrufen.  Die Magnete müssen deshalb durch teilweises  Entmagnetisieren stabil gemacht werden.  



  Wenn man nun Magnete stabilisiert, dann  kann man dies in höherem oder geringerem  Grade vornehmen. Selbstverständlich wird  man stärkeren Störungen ausgesetzte Magnete  auch entsprechend stärker stabilisieren. Der  Grad der Stabilisierung wird am besten an  Hand von Versuchen oder schon vorliegenden  Erfahrungen ermittelt. Im vorliegenden Zu  sammenhang ist nur die stabilisierte     Magneti-          sierungskurve    von Interesse, gleichgültig, ob  diese durch stärkere oder schwächere     Ent-          magnetisierung    erzielt wird.

   Eine solche sta  bilisierte     Magnetisierungskurve    kann man aus  der nicht stabilisierten     Magnetisierungskurve     in einfacher Weise ableiten, entweder dadurch,  dass man um gleiche Schritte die Feldstärke im  Magnetinnern oder schrittweise den Luftspalt  des Magneten ändert. Die Grösse dieser  Schritte richtet sich nach dem jeweils er  wünschten Grad der Stabilisierung.

   Da man  nun von vornherein nicht weiss,     wie    die sta-           bilisierte        Magnetisierungskurve    verläuft und  wo schliesslich der Arbeitspunkt des Magneten  liegt, wählt man für die Ableitung der stabili  sierten     Magnetisieringskurve    immer Bleiehe  Feldschritte und immer gleiche Verdrehungs  winkel für die     Scherungsgerade    des Luftspal  tes. Dadurch erzielt man den Vorteil, dass für  alle Arbeitspunkte stets der gleiche Stabilisie  rungsgrad erreicht wird.  



  Wird der Magnet mit einer Feldstärke,  die in seinem Innern eine Feldstärke AH her  vorruft     (Fig.    ?) entmagnetisiert, dann wan  dert der Arbeitspunkt P auf der     Magnetisie-          rungskurve    von     P,    nach     P.    und beim Auf  hören der entmagnetisierenden Feldstärke auf  der innern     Magnetisierungskurve        (t-        ss    =     ,ic.r     = reversible     Permeabilität)    nach     P.#.    Solange  Fremdfelder und entsprechende Luftspalt  änderungen nicht grösser werden,

   als der vor  genommenen     Entmagnetisierung    entspricht,  ist der Magnet jetzt stabil. Der stabile Ar  beitspunkt ist also     P;,    mit<I>H,</I> und     B,.    Die  notwendige Stabilität eines Magneten muss  also mit einem Verlust an magnetischer Ener  gie erkauft werden, die, da ja eine     Luftspalt-          energie    entsprechend     Pr,   <I>Il",</I>     B"        verla,n-t     wurde, durch Zuschläge bei der Bemessung  des Magneten ausgeglichen werden muss.

   Die  der Berechnung zugrunde zu legenden     H.        B@@-          Werte    sind also nicht.     H",    B" entsprechend     Pr,     sondern     H"        B,    entsprechend     P3,    wobei die  Lage von     P.-    von der verlangten Stabilität  abhängig ist.  



  Führt     nran    die     graphisehe    Methode,     naelr     der zu dem Punkt     P1    der dazugehörige Punkt  P3 ermittelt wurde, für die einzelnen Punkte  der Kurve     (r        (Fig.    2) durch, dann erhält.  man für die entsprechenden Punkte     P#,    eine  Kurve S. Die Stabilisierung eines Dauer  magneten kann man aber auch so vornehmen,  dass man seinen Luftspalt zunächst erwei  tert und dann wieder auf die ursprüngliche  Abmessung zurückführt und als Mass für die  Erweiterung des Luftspaltes einen konstanten  Verdrehungswinkel für die     Scherungsgerade     verwendet.  



  Graphisch ergeben sich dabei die in     Fig.    3  dargestellten Verhältnisse. Ausgegangen wird    wieder von einem Punkt     P,    der     unstabili-          sierten    Kurve     U    bei     einem        Seherungswinkel     < x.

    Durch die     Luftspalterweiterung    ergibt sich  eine     Sehwenkun    - der     Seherungsgeraden        OP,     um den Winkel     @ö.    Die neue     @elrerungsgerade          0P20    schneidet die Kurve     Z'    im Punkt     P.>0.     Wird nun der Luftspalt.

   wieder auf die frü  here Grösse     zurückgeführt        (R.üekdrehung    von       OP.o    nach     0P1),    dann wandert der Arbeits  punkt     P.o    nicht nach     P,    zurück, sondern, wie  bei     Fig.        \',    längs einer um den     Winkel        /3    ge  neigten Geraden nach Po.

   Führt man diese  graphische Methode für alle     Luftspaltweiten,     also für alle Punkte der     Kurve        L'    durch, dann  liegen die entsprechenden Punkte     P30    auf  einer Kurve     S'.     



  Erfindungsgemäss werden nun, um für  einen stabilisierten Magneten die wirtschaft  lichste Dimension zu erhalten, statt der Werte       (11"B"),"a@    der     Magnetisiernngskurve        Z,    die  Werte     (11,13,)",a,;    der stabilisierten Kurve ge  setzt. Dieses     Maximum    liegt, wie aus dem  folgenden Beispiel     zrt    ersehen ist, gegenüber  dem Maximum     (H"B")nia@    der     H"Bn-Werte     der     Magnetisierungskurve        C'    zu Werten klei  nerer     Seherung    verschoben.  



  In     Fifl:    4 sind die Verhältnisse aufgezeich  net. Aus der     Kurve    Z' ist nach der Methode  der     Fig.    3 die Kurve S' graphisch abgeleitet.  



  Auf der rechten Seite der Ordinaten  aclrse sind die entsprechenden Kurven     für          (BH)    über     B    aufgetragen. Das     'Maximum          B;'ll,'),"a@    der     B,'H,'-Werte    liegt     verschoben     zu grösseren     B    bzw.

   zur kleineren     Seherung     gegenüber dem     Maximum.        (B"II")"1"    für die       B"II"-Werte.    Für die Berechnung eines so  stabilisierten Magneten sind also für günstig  ste     Dimensionierung    nicht die Werte     B"    und       11",    sondern die     Werte        B,,        IIbzw.        B,',        Il,'          zugrundezulegen.    Da nun aber jetzt der Nenner       auf    der rechten Seite der Formel (3) grösser  wird als bisher, ergibt sieh ein kleinere-,

       '31a-          und    und deshalb eine Einsparung an  Magnetbaustoff und     -gewiclrt.    Die V     olurnen-          erspa.rnis    wird um so grösser, je grösser der       Kurvenfüllbeiwert    (grössere Krümmung der       Magnetisierungskurve)    ist.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Einsparung von Magnet baustoff bei der Herstellung von stabilisierten Dauermagneten, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Bemessung der Magnetabmessungen EMI0003.0001 für die Feldstärke und die Induktion (B2, H2) im Magnetinnern statt des Maximalwertes (B" <I>-</I> 1I").., der Magnetisierungskurve der Maximalwert (I-I" - Be),z,X der stabilisierten Magnetisierungskurve gesetzt wird.