Die Anziehungskraft von Magneten und magnetischen Anziehungsgeräten
Bei magnetischen Anwendungen ist jeder sehr besorgt über die magnetische Anziehungskraft von Magneten. Die Saugkraft eines Magneten kann berechnet werden (mit einem Spannungsrechner), und die folgende Formel kann als Referenz verwendet werden. Es ist jedoch zu beachten, dass die Standardbedingungen der Formel sehr ideal sind, d. h. die Magnetfeldverteilung ist sehr gleichmäßig, die magnetische Permeabilität des angezogenen Objekts ist sehr hoch (schwache magnetische Materialien wie Edelstahl der Serie 300 und andere Ferrolegierungen können nicht verwendet werden) und die Dicke und Adsorptionsfläche sind ausreichend (eine Vergrößerung der Dicke und Fläche erhöht die Saugkraft nicht weiter, d. h. ohne Berücksichtigung der magnetischen Leckage). Trotzdem kann der berechnete Wert nur als Referenz verwendet werden und nicht für genaue Berechnungen. F (N) = 2 * S (m²) * B (T)²/μ0, wobei S die Adsorptionsfläche darstellt, B die magnetische Flussdichte des Luftspalts darstellt und μ0 die magnetische Vakuumpermeabilität ist (die eine Konstante ist, μ0 = 4 π * 10-7).
Wie kann man die Anziehungskraft von Magneten erhöhen? Aus der Formel können wir ersehen, dass die Saugkraft eines Magneten direkt proportional zur Adsorptionsfläche und zur magnetischen Flussdichte im Luftspalt ist. Es ist ersichtlich, dass die Vergrößerung der Adsorptionsfläche und die Verbesserung der magnetischen Flussdichte im Luftspalt die beiden wichtigsten Möglichkeiten sind, die Saugkraft eines Magneten zu erhöhen. 1. Die Vergrößerung der Adsorptionsfläche sollte mindestens die magnetische Adsorptionsoberfläche abdecken, und wenn die Bedingungen es erlauben, kann die Dicke des adsorbierten Materials erhöht werden.
Wenn ein Magnet von einer Eisenplatte angezogen wird: Je größer die Adsorptionsfläche zwischen der Eisenplatte und dem Magneten, desto größer ist die Saugkraft zwischen den Magneten. Wenn die Adsorptionsfläche gleich der Fläche des Magneten ist, verlangsamt sich der Trend zur Zunahme der Saugkraft allmählich. Wenn die Eisenplatte groß genug ist, kann eine Vergrößerung der Fläche der Eisenplatte die Saugkraft nicht weiter erhöhen. Wenn die Fläche der Eisenplatte gleich ist, kann eine Vergrößerung der Dicke der Eisenplatte die Saugkraft erhöhen. Wenn die Eisenplatte dicker ist, wird eine Vergrößerung der Dicke der Eisenplatte den Anstieg der Saugkraft allmählich abflachen, bis keine weitere Verbesserung mehr eintritt.
2. Erhöhen der magnetischen Flussdichte im Luftspalt. Wenn die Adsorptionsfläche S konstant bleibt, ist es ein effektiverer Weg, die Saugkraft zu verbessern, wenn man einen Weg findet, die magnetische Flussdichte im Luftspalt zu erhöhen und den Streumagnetfluss zu reduzieren. Mehrpolige Magnetisierung kann den Streumagnetfluss effektiv reduzieren.
Aus dem Magnetfeldsimulationsdiagramm können wir erkennen, dass nach der Umstellung des Magneten auf bipolare Magnetisierung das Streumagnetfeld deutlich reduziert wird und ein großer Teil der Magnetfeldlinien innerhalb des adsorbierten Eisenblechs eine magnetische Kreisschleife bildet.
Wird die Polzahl weiter erhöht und an der Unterseite des Magneten eine Magnetplatte hinzugefügt, verringert sich der magnetische Streufluss weiter und die Saugkraft wird weiter erhöht.
Der aktuelle Trend beim Design magnetischer Komponenten besteht darin, die Nutzung magnetischer Felder durch die Entwicklung mehrpoliger Magnetkreise oder Halbeck-Magnetkreise zu maximieren oder Materialien mit hoher magnetischer Permeabilität zu verwenden, um das Magnetfeld so weit wie möglich durch das angezogene Objekt zu leiten und eine Magnetkreisschleife zu bilden. Typische Anwendungen sind: Gummimagnetfolien, die für mehrstufige Magnetisierung entwickelt wurden, einige mit doppelseitigen Multipolen und einige mit einseitigen Multipolen. Die magnetische Leistung von Gummimagneten ist sehr gering, aber durch das Design mehrpoliger Magnetkreise wird das Magnetfeld dicht auf der Oberfläche verteilt, was zu minimalem magnetischem Leck während der Adsorption führt und einen guten Adsorptionseffekt erzeugt;
Das Design magnetischer Anziehungskomponenten kann nicht von der Berücksichtigung des Adsorptionsabstands getrennt werden. Die oben genannten basieren alle auf direkter Kontaktadsorption. Wenn sich der Abstand ändert, ändert sich die Saugkraft häufig stark. Die folgende Abbildung zeigt mehrere typische magnetische Anziehungsgeräte mit einem Magneten. Für mehrpolige magnetische Komponenten gilt eine ähnliche Regel. Je mehr Pole vorhanden sind, desto größer ist die Saugkraft bei einem Abstand von 0, aber desto deutlicher ist die Dämpfung mit zunehmendem Abstand.