Электромагнит, Магнит. Есть разница сил притягивания стальной пластины?

[Basilij 0]

Здравствуйте господа.
Возможно ветку форума не ту выбрал, поправьте если что.
Похоже уместнее было разместить в "Компоненты Силовой Электроники - Parts for Power Supply Design"

Пожалуйста подскажите кто практически сталкивался с таким вопросом.

1) Продаются неодимовые магниты в виде диска, 40*20 мм, сила сцепления заявлена 60 кг.

2) Также у китайцев продаются электромагниты, с силой удержания(видимо она же сила сцепления) 60 кг. Он покрупнее. 
    Отдельно указано что магнит "Удерживающий".




Посчитал для Постоянного магнита что сила притягивания с расстояния 5 мм будет ~15 кг.
А для электромагнита не могу насчитать ту же силу притягивания в ~15 кг с расстояния 5 мм. Конечно я точно не знаю какой провод сколько витков.
И вопрос собственно. Может кто имел дело с такими электромагнитами, будет ли он по характеристикам аналогичен постоянному неодимовому магниту?

Заранее спасибо за потенциально возможные комментарии.

Edited October 31, 2018 by Basilij
дополнил шапку сообщения

[Strong 0]

А нет никакой разницы между магнитом и электромагнитом.

Энергия поля в зазоре d, сечением S: W = 0.5*B*H*S*d

Сила притяжения F = 40550*B^2*S

обратно пропорциональна квадрату зазора.

[Basilij 0]

5 часов назад, Strong сказал:

А нет никакой разницы между магнитом и электромагнитом.

На электромагнитах замков дверей подездных от 100 кг удержания, но уже на 1 мм расстояния сила притяжения не более 1 кг. У неодимового магнита гораздо выше сила в данном случае. Может это от формы магнитопровода зависит..

[_pv 0]

8 hours ago, Strong said:

А нет никакой разницы между магнитом и электромагнитом.

Есть и очень большая, в магнитной проницаемости.

Соответственно магнитные поля будут сконцентрированны сильно по разному, и от расстояния тоже зависеть будут по другому.

Электромагнит при увеличении зазора сам на себя сразу замкнётся, а магниту без разницы, у него проницаемость как у воздуха.

femm подсказывает что сила у магнита при изменении зазора 0->5mm c 65кг падает до 20кг.

А у электромагнита при тех же зазорах с 67кг до падает до 1кг.

 

[Basilij 0]

8 часов назад, _pv сказал:

femm подсказывает ....
... у электромагнита при тех же зазорах с 67кг до падает до 1кг.

 

PV спасибо за ваш отзыв и отдельно за модели. Худшие предположения сбылись. "До 1кг" вот на практике дверной электромагнит такие падения силы и показывает. 
1) По вот этой иллюстрации вы как думаете модель соответствует действительности? А именно то что магнитное поле замыкается не через открытые части магнитопровода а именно так как Femm смоделировал? на картинке изобразил то что под вопросом.


2) Я начинаю думать что и вправду дело в форме магнитопровода. И вероятно не корректно сравнивать цилиндрический магнит с электромагнитом выполненном на "Ш" образном магнитопроводе. PV вы не могли бы "Ш" магнитопровод упростить до простого "I" сердечника и показать как замыкаются  линии?
Скачалл Femm но пока даже простой магнит постоянный немогу замоделировать.

3) Продавцу электромагнитов написал вопрос, не ожидал ответа, он сказал что если магнит планируется использовать как тяговый, т.е. на притяжение то этот магнит не подойдёт. Честно написал)
 

[Егоров 0]

Да, форма магнитопровода имеет большое значение.

Может, даже не Ш, а П- образный магнитопровод попробовать. Разнести полюса, чтобы эти 5 мм были очень малы по сравнению с расстоянием между полюсами электромагнита.
 Тогда поток будет все-таки через замыкающую пластину замыкаться, а не по воздуху между полюсами.

[_pv 0]

13 hours ago, Basilij said:

1) По вот этой иллюстрации вы как думаете модель соответствует действительности? А именно то что магнитное поле замыкается не через открытые части магнитопровода а именно так как Femm смоделировал? на картинке изобразил то что под вопросом.
2) Я начинаю думать что и вправду дело в форме магнитопровода. И вероятно не корректно сравнивать цилиндрический магнит с электромагнитом выполненном на "Ш" образном магнитопроводе. PV вы не могли бы "Ш" магнитопровод упростить до простого "I" сердечника и показать как замыкаются  линии?
Скачалл Femm но пока даже простой магнит постоянный немогу замоделировать.

1) Наверх через зазор - 5мм сопротивления воздуха с мю=1 туда и 5 обратно, а вбок до обратного сердечника те же 10мм, ну вот половина потока туда и уйдёт, ну а если учесть что и поперёк потока сердечник гораздо больше чем зазор, то и утечёт туда гораздо больше.

magForce.FEM

magForce2.FEM

[Basilij 0]

В 02.11.2018 в 14:29, _pv сказал:

1) Наверх через зазор - 5мм сопротивления воздуха с мю=1 туда и 5 обратно, а вбок до обратного сердечника те же 10мм, ну вот половина потока туда и уйдёт, ну а если учесть что и поперёк потока сердечник гораздо больше чем зазор, то и утечёт туда гораздо больше.

magForce.FEM

magForce2.FEM

PV спасибо за модели! По ним гораздо быстрее разобрался с программой Femm. Множество вариаций перемоделировал. Сила магнита в Femm это я так понимаю "E". По крайней мере со всеми расчётными величинами совпадает этот параметр.

[Plain 0]

В 01.11.2018 в 00:38, Basilij сказал:

неодимовые магниты в виде диска, 40*20 мм, сила сцепления заявлена 60 кг

Ясно же, что это в лучшем случае с дополнительным магнитопроводом и при зазоре ноль, т.е. в точности как у соленоида примерно тех же размеров, как Вам сразу и ответили.

[_pv 0]

32 minutes ago, Basilij said:

PV спасибо за модели! По ним гораздо быстрее разобрался с программой Femm. Множество вариаций перемоделировал. Сила магнита в Femm это я так понимаю "E". По крайней мере со всеми расчётными величинами совпадает этот параметр.

в окне просмотра результатов выделить нужный объём (зеленая кнопка, Operation/Area) и Block integral / Force via weighted stress tensor

[Strong 0]

Разница между электромагнитами (с сердечниками на основе ферромагнетиков) и магнитами на основе Ne - конечно же есть.

Но, расчет силы притяжения должен выполняться с учетом конструкционных магнитных сопротивлений.

Пример: Поля Ne-магнитов на разных дистанциях до условного ферромагнитного объекта (Железо).

Зазоры: 0.5 mm и 2.0 mm

P.S.

Если размеры объекта будут другими, то и поле измениться, следовательно и сила притяжения.

 

[Strong 0]

Что касается Ne-магнита, то он спокойно заменяется соленоидом, "намотанном" проводом по его поверхности с соответствующим числом апмер-витков.

Edited November 3, 2018 by Strong

[Strong 0]

Проще всего создать необходимую силу притяжения без увеличения способностей "ядра" - создать почти замкнутую систему с минимальным магнитным сопротивлением.

Примеры на основе Ne-магнита с П-образным ярмом:

 - зазор 2 мм;

- зазор 0.5 мм.

 

Edited November 4, 2018 by Strong

[dpss 0]

К изображениям стоило бы прикладывать табличку соответствия цвет - значение, как это делается, например, в Максвелле.  А то непонятно, красный - это четверть теслы или полторы и близко к насыщению.

[Strong 0]

12 часов назад, dpss сказал:

К изображениям стоило бы прикладывать табличку соответствия цвет - значение

Согласен, но, вдруг у читателя нарушение цветового зрения? :)

Поэтому лучше делать B-срезы вдоль "интересных" линий.

Пример для крайней схемы - распределение индукции по длине верхней грани нижней Fe-пластины.

Как видим, за ~1 Тл мы не вышли, поэтому работа без насыщения.

Edited November 5, 2018 by Strong
поправка