Gegenwärtig basieren viele Anwendungen von Magneten auf dem Prinzip, dass gleiche Pole ferromagnetische Substanzen abstoßen und entgegengesetzte Pole anziehen und adsorbieren, beispielsweise verschiedene magnetische Geräte, magnetische Verbindungsstrukturen, magnetische Trenngeräte, magnetische Übertragungsgeräte usw.
Bei magnetischen Anwendungen legt jeder großen Wert auf die Anziehungskraft von Magneten. Die Anziehungskraft eines Magneten kann berechnet werden. Die folgende Formel kann als Referenz verwendet werden. Es ist jedoch zu beachten, dass die Standardbedingungen der Formel ideal sind, d. h. die Magnetfeldverteilung ist sehr gleichmäßig und die magnetische Permeabilität des angezogenen Objekts ist sehr hoch (schwach magnetische Materialien wie Edelstahl der Serie 300 und einige andere). Eisenlegierungen sind nicht anwendbar), die Dicke und die Adsorptionsfläche sind ausreichend (eine Erhöhung der Dicke und der Fläche erhöht die Saugkraft nicht, d. h. unabhängig von der magnetischen Streuung), auch wenn der berechnete Wert nur als Referenz verwendet werden kann und nicht als genaue Berechnung verwendet.
F(N)=2*S(m²)*B(T)²/μ0
Unter diesen stellt S die Adsorptionsfläche dar, B stellt die magnetische Flussdichte im Luftspalt dar und μ0 ist die positive magnetische Permeabilität der Luft (es ist eine Konstante, μ0=4π*10-7 ).
Wie kann man die Anziehungskraft von Magneten verbessern?
Aus der Formel können wir ersehen, dass die Anziehungskraft eines Magneten proportional zur Adsorptionsfläche und zur Luftspaltflussdichte ist. Es ist ersichtlich, dass die Vergrößerung der Adsorptionsfläche und die Erhöhung der Luftspaltflussdichte die beiden wichtigsten Möglichkeiten zur Verbesserung der Anziehungskraft des Magneten sind.
1. Adsorptionsfläche vergrößern
Das anzuziehende Objekt sollte mindestens die Adsorptionsfläche des Magneten bedecken, und die Dicke des anzuziehenden Objekts kann erhöht werden, wenn die Bedingungen dies zulassen.
Wenn ein Magnet eine Eisenplatte anzieht:
Je größer die Fläche der Eisenplatte, desto größer ist die Saugkraft zwischen Magnet und Eisenplatte; Wenn die Adsorptionsfläche gleich der Fläche des Magneten ist, verlangsamt sich die Tendenz der zunehmenden Saugkraft allmählich. Wenn die Eisenplatte groß genug ist, ist es möglich, die Fläche der Eisenplatte zu vergrößern. Die Saugleistung wird dadurch nicht verbessert;
Wenn die Fläche der Eisenplatte gleich ist und die Dicke der Eisenplatte dünn ist, kann eine Erhöhung der Dicke der Eisenplatte die Saugkraft erhöhen. Wenn die Eisenplatte dicker ist, wird der Anstieg der Saugkraft, der durch die Erhöhung der Dicke der Eisenplatte verursacht wird, allmählich abgeschwächt, bis keine Verbesserung mehr eintritt.
2. Erhöhen Sie die magnetische Flussdichte im Luftspalt
Wenn die Adsorptionsfläche S unverändert bleibt, ist es eine effektivere Methode, die Saugkraft zu erhöhen, indem die magnetische Flussdichte im Luftspalt erhöht und die magnetische Streuung verringert wird. Durch die mehrpolige Magnetisierung kann die magnetische Streuung wirksam reduziert werden.
Aus dem Magnetfeldsimulationsdiagramm können wir ersehen, dass nach der Umstellung des Magneten auf bipolare Magnetisierung die magnetische Flussleckage deutlich reduziert wird und ein großer Teil der magnetischen Feldlinien einen geschlossenen Magnetkreis innerhalb des adsorbierten Eisenstücks bildet.
Wenn die Anzahl der Pole weiter erhöht wird und eine magnetisch leitende Folie an der Unterseite des Magneten angebracht wird, wird der magnetische Streufluss weiter reduziert und die Saugkraft weiter verbessert.
Der aktuelle Designtrend magnetischer Teile besteht darin, die Nutzung des Magnetfelds zu maximieren. Durch die Gestaltung mehrpoliger Magnetkreise oder Halbach-Magnetkreise oder durch die Führung einiger Materialien mit hoher magnetischer Permeabilität kann das Magnetfeld so viel wie möglich vom Objekt durchdringen. Durch das Anziehen von Objekten entsteht eine geschlossene Schleife des Magnetkreises. Typische Anwendungen sind:
Gummimagnete sind für die mehrstufige Magnetisierung ausgelegt, einige sind doppelseitig mehrpolig und andere einseitig mehrpolig. Die Magnetleistung von Gummimagneten ist sehr gering, aber nach einem mehrpoligen Magnetkreisaufbau ist das Magnetfeld dicht auf der Oberfläche verteilt. Die magnetische Streuung ist während der Adsorption sehr gering, was zu einem besseren Adsorptionseffekt führt;
Magnetische Geräte wie Türsauger werden durch magnetisch durchlässige Bleche geführt. Beim Adsorbieren bildet sich der magnetische Kreis quasi aus dem zu adsorbierenden Objekt heraus. Dadurch ist der Ausnutzungsgrad des Magnetfeldes sehr hoch. Das intuitive Erlebnis ist das eines kleinen magnetischen Sauggeräts. (Einige verwenden immer noch Ferrit) und die Saugkraft ist bei direktem Kontakt enorm.
Die Gestaltung magnetischer Teile ist untrennbar mit der Berücksichtigung des Adsorptionsabstands verbunden. Die oben erwähnte Adsorption basiert auf direktem Kontakt. Ändert sich der Abstand, ändert sich oft auch die Saugkraft stark. Die folgende Abbildung zeigt einige typische magnetische Anziehungskräfte mit einem einzelnen Magneten. Für Geräte und mehrpolige magnetische Komponenten gilt eine ähnliche Regel. Je mehr Pole vorhanden sind, desto größer ist die Saugkraft im Abstand von 0, aber die Dämpfung wird mit zunehmendem Abstand deutlicher.
