DE870138C

DE870138C - Process to save magnetic building material for stabilized permanent magnets

Info

Publication number: DE870138C
Application number: DES4711D
Authority: DE
Inventors: Hans Dr Edler
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1943-09-02
Filing date: 1943-09-02
Publication date: 1953-04-27

Description

15aüermagnete,.bei denen eine: bestimmte Luftspaltenergie verlangt wird, werden nach den bekannten: Formeln berechnet, wo h, q1 Länge und Querschnitt des Kraftlinienweges im Luftspalt, 12, q2 im Dauermägnet, die Feldstärke im Luftspalt, H2, B2 Feldstärke und Induktion im Dauermagnet, a der Streukoeffizient (durch einen Modellversuch festzustellen) und ,uo die Permeabilität des luftleeren Raumes sind.External magnets, where a: certain air gap energy is required, are made according to the well-known: formulas calculated, where h, q1 is the length and cross-section of the path of the force line in the air gap, 12, q2 in the permanent magnet, the field strength in the air gap, H2, B2 field strength and induction in the permanent magnet, a the scattering coefficient (to be determined by a model experiment) and uo the permeability of the vacuum.

Der Zusammenhang von HZ und B2 ist aus der sogenannten Magnetisierungskurve des Dauermagnetwerkstoffes zu entnehmen. Aus (z) und (z) folgt, daß das benötigte Magnetvolumen für die im Luftspalt gewünschte Feldstärke Hl Es wird also bei gegebenem Luftspaltvolumen h, q1 und Streuverhältnissen o- um so =kleiner, je größer HZ BZ wird. Der'Arbeitspunkt wird also so gewählt, daß H2 BZ ein Maximum wird. Dies ist bekanntlich dann der Fall, wenn als Arbeitspunkt der--Schnittpunkt P1 der Magnetisierungskurve U mit. der Diagonale des Rechtecks über B, und H, gewählt wird mit den Werten B" und Hü -für B2 und H2: Nun sind die Dauermagnete zunächst nicht stabil, d. h. ein Fremdfeld oder eine Veränderung des Luftspaltes würde eine bleibende Veränderung des -Magnets hervorrufen. Die Magnete müssen deshalb durch teilweises Entmagnetisieren stabil gemacht werden.The relationship between HZ and B2 can be seen from the so-called magnetization curve of the permanent magnet material. From (z) and (z) it follows that the required magnet volume for the field strength required in the air gap Hl With a given air gap volume h, q1 and scattering ratios o-, the greater the HZ BZ, the smaller it becomes. The operating point is thus chosen so that H2 BZ becomes a maximum. As is well known, this is the case when the working point is the intersection P1 of the magnetization curve U with. the diagonal of the rectangle over B, and H, is selected with the values B "and Hu -for B2 and H2: Now the permanent magnets are initially not stable, ie an external field or a change in the air gap would cause a permanent change in the magnet. The magnets must therefore be made stable by partially demagnetizing them.

Wird der Magnet mit einer Feldstärke, 'die-im Innern der Magnete eine Feldstärke AH hervorruft (Fig. 2), entmagnetisiert, dann wandert der Arbeitspunkt P auf -der @Magnetisieiungskurve von P1 nach P2 und beim Aufhören der entmagnetisierenden Feldstärke auf der inneren Magnetisierungskurve (tgß =ßf= reversible Permeabilität)._nach.P ". Solange Fremdfelder und entsprechende Luftspaltänderungen nicht größer werden, ist der Magnet jetzt stabil. Der stabile Arbeitspunkt ist also P3 mit H8 und B8 (Fig. 3). Die notwendige Stabilität eines Magnets muß also mit einem Verlust an magnetischer. Energie erkauft werden, die, da eine Luftspaltenergie entsprechend Pi, Hu, B" verlangt wurde, durch Zuschläge bei der Bemessung des Magnets ausgeglichen werden muß. Die für die Berechnung zugrunde zu legenden H2B2-Werte sind also nicht Hu B" entsprechend Pi, sondern H, Bs entsprechend 4, wobei die Lage vön P;, vön der verlangten Stabilität abhängig ist.If the magnet is demagnetized with a field strength that produces a field strength AH inside the magnets (Fig. 2), then the working point P moves on the magnetization curve from P1 to P2 and when the demagnetizing field strength ceases on the inner magnetization curve (tgß = ßf = reversible permeability) ._ nach.P ". As long as external fields and corresponding air gap changes do not increase, the magnet is now stable. The stable working point is P3 with H8 and B8 (Fig. 3). The necessary stability of a magnet must therefore be bought with a loss of magnetic energy, which, since an air gap energy corresponding to Pi, Hu, B "was required, must be compensated for by surcharges in the dimensioning of the magnet. The H2B2 values on which the calculation is based are therefore not Hu B "corresponding to Pi, but H, Bs corresponding to FIG. 4, the position of P ;, being dependent on the required stability.

Die Erfindung geht von folgender Erkenntnis aus. Wenn zu jedem Punkt der Magnetisierungskurve der entsprechende Punkt H8 B3 gebildet wird, entsteht eine neue Kurve S (Fig. 3). Alle auf dieser Linie liegenden Arbeitspunkte H" B$ sind gegen äußere Felder, die im Magnet eine Feldstärkenänderung von dH, eine Induktionsänderung von dB = p, d H hervorrufen oder gegen eine entsprechende Luftspaltänderung stabil.The invention is based on the following knowledge. If the corresponding point H8 B3 is formed for each point of the magnetization curve, a new curve S is created (FIG. 3). All working points H "B $ lying on this line are stable against external fields which cause a change in the field strength of dH, a change in induction of dB = p, d H in the magnet, or a corresponding change in the air gap.

` Erfindungsgemäß werden nun, um für einen stabilisierten Magnet die wirtschaftlichsten Dimensionen zu erhalten, statt der Werte (H#,B")m", der ursprünglichen _ Magnetisierungskurve U etwa die Werte (B$ H8)max der stabilisierten Kurve S gesetzt. Dieses Maximum liegt, wie aus den folgenden Beispielen zu ersehen ist, gegenüber dem Maximum (B" Hu),"", der B.Hu- Werte der Magnetisierungskurve U zu Werten kleinerer Scherung verschoben. In Fig. 3 sind die Verhältnisse schematisch aufgezeichnet. Für eine Magnetisierungshnie U ist die Kurve S der B, HB-Werte für eine Stabilisierung entsprechend dH bzw. dB angegeben. Auf der rechten Seite der Ordinatenachse sind die entsprechenden Kurven für BH über B aufgetragen. Das Maximum (B, H"),." der B@ HB-Werte liegt verschoben zu größerem B bzw. kleinerer Schering a gegenüber dem Maximum (B Hu)"" für B" Hü. Für die Berechnung eines so stabilisierten Magnets sind also für günstigste Dimensionierung nicht die Werte Bi undRu (Scherung y), sondern die Werte B8 und H8 (Schering a) zugrunde zu legen. Da nun aber jetzt der Nenner auf der rechten Seite der Formel (3) größer wird als bisher, ergibt sich ein kleineres Magnetvolumen und deshalb eine Einsparung an Magnetbaustoff und -gewicht.According to the invention, in order to obtain the most economical dimensions for a stabilized magnet, instead of the values (H #, B ") m" of the original magnetization curve U, approximately the values (B $ H8) max of the stabilized curve S are set. As can be seen from the following examples, this maximum lies with respect to the maximum (B "Hu),""which B. Hu values of the magnetization curve U are shifted to values of lower shear. The relationships are shown schematically in FIG. The curve S of the B, HB values for a stabilization corresponding to dH or dB is given for a magnetization line U. The corresponding curves for BH are plotted over B. The maximum (B, H "),. "the B @ HB values are shifted to a larger B or a smaller Schering a compared to the maximum (B Hu)""forB" Hü. So not the values Bi undRu (shear y), but the values are B8 and H8 (Schering a) to be based on favorable dimensioning for the compilation of such stabilized magnet. However, since the denominator on the right-hand side of formula (3) is now larger than before, the result is a smaller magnet volume and therefore a saving in magnet building material and weight.

Die Volumersparnis wird um so größer, je größer der Kurvenfüllbeiwert (größere Krümmung der Magnetisierungskurve) ist.The volume saving is greater, the greater the curve filling coefficient (greater curvature of the magnetization curve).

Claims

PATENT CLAIM: Method for saving magnetic building material for stabilized permanent magnets, characterized in that _ _ when dimensioning the magnet dimensions, e.g. B. for the field strength and the induction (BZHz) inside the magnet instead of the maximum value [(B. - Hu) max in Fig. 3] of the original magnetization curve (U) approximately the maximum value [(H, - B3) ", dj of the stabilized magnetization curve ( S) is set.