Jump to content

    
Basilij

Электромагнит, Магнит. Есть разница сил притягивания стальной пластины?

Recommended Posts

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.309313731_4020.png.16059c82941d306954cf5aa197647d88.png


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

CLP50_30.png.c276f13652d1c0f248860c8b8e943f9e.png


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 by Basilij
дополнил шапку сообщения

Share this post


Link to post
Share on other sites

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.

Share this post


Link to post
Share on other sites
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..

Share this post


Link to post
Share on other sites
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.

magForce.thumb.png.75423f2e2de5ee07c4470bb79f1fed13.png

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.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
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.
709411927_.png.c90b426b791de5a50b408f8607e5cbc9.png

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)
 

Share this post


Link to post
Share on other sites

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.

Share this post


Link to post
Share on other sites
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

Share this post


Link to post
Share on other sites
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.

Share this post


Link to post
Share on other sites
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.

Share this post


Link to post
Share on other sites
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

Share this post


Link to post
Share on other sites

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.

 

Magnet-005mm.png

Magnet-020mm.png

Share this post


Link to post
Share on other sites

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

Edited by Strong

Share this post


Link to post
Share on other sites

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.

 

P-Magnet-020mm.png

P-Magnet-005mm.png

Edited by Strong

Share this post


Link to post
Share on other sites

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.

Share this post


Link to post
Share on other sites
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.

B.png

Edited by Strong
поправка

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.