Hochleistungselektromagnet? Bauanleitung bitte!

Hi!

Also ich habe folgendes Problem:

Ich würde mal gerne etwas an der Decke hängen. Will dazu einen starken Elektromagneten mit einer Haltekraft von ca. 100 Kilo (oder vielleicht mehr) benutzen.
Stelle mir den Magneten mit einem stabförmigen Kern vor, an dem unten ein Karabiner angbracht ist indem ich mich einklinke.

Wie Dick muß der kern sein? Wäre ein Hufeisenförmiger Kern besser?
Wieviele Windungen brauche ich (welche Kabeldicke bei Kupferkabel)?
Welche Stromquelle benötige ich (vieleicht Autobatterie???), wie siehts mit erwärmung und Kurzschlüssen aus?

Könnte ich auch an einem Permanentmagneten hängen (Vergleich Perm.-Elektro?)

Hoffe es hilft mir jemand!

Antwort ins Forum oder an saratoga85@gmx.net

[Flite]

Hm - ich hab mich bisher noch nicht dafür interessiert, du wirst aber sicherlich sehr hohe Ströme benötigen - wenn du wirklich 100 kg halten können willst. Eine Autobatterie wäre sicher zu schnell leer. Ob die 16A einer Steckdose ausreichen wage ich auch schon mal zu bezweilfen ....

Das ist meiner Ansicht nach kein geeignetes Selbstbauprojekt. Aber vielleicht kennt sich noch jemand besser aus!

Grüße
Flite

[Manf]

Magnetische Feldlinien sind geschlossen und sie sollten auf dem ganzen Weg in Eisen geführt sein, um einen großen Fluß zu erreichen. Deshalb Hufeisenform. (Der Spalt stört am meisten.)
Wenn er die ganze Zeit halten soll, dann kann man auch einen völlig geschlossenen Ringkern nehmen, der hält auch ohne Strom und ohne Magnetismus. O:)
Es kommt auf die Anwendung an.
Manfred

Gefährlich ist klar.
Aber ich brauche nähere Angaben, am besten einen Plan.
Wenige Dicke Windungen oder viele dünne oder....?!?!?!

Natürlich will ich auch wieder Runter, deshalb der abschaltbare E-Magnet.
sonst würde ich eh nen Hakne nehmen!

Aber Danke für die raschen (aber nicht konkreten) Antworten

[Hessibaby]

Hi Gast,

ich habe gerade mal in meinen alten Unterlagen von einem Traversenkran ( Blockplatz Mannesmann-Walzwerk) nachgesehen. Der Topfmagnet hat bei 6000 kg Tragfähigkeit eine Aufnahmeleistung von 32kW d.h. wenn Du das jetzt linear runterrechnest benötigst Du ca. 0,5 - 0,6 kW.
Warum machst Du nicht einen kräftigen Haken in die Decke und ziehst dich mit nem Flaschenzug hoch oder holst Dir in nem Baumarkt einen elektrischen Kettenzug ?

Gruß Hartmut

Tja.
Will einfach ein wenig experimentieren.
Einfach aus Spaß an der Sache. Hab schon ein paar kleinere Elektromagneten gebaut, aber die haben alle noch nicht genug Kraft.

Will nun endlich was großes erreichen.

Gibst Formeln zum Berechenen der Windungszahl/Stromstärke/Haltekraft?

oder soll ich einfach einen Hufeisenkern nehmen, den mit Draht umwickeln und dann 230V, 16A draufjagen?

[Flite]

Also je mehr Wicklungen, und je höher der Strom, desto größer die Magnetkraft und daher auch die Haltekraft. Den Querschnitt des verwendeten Drahtes musst du berechnen, je nachdem wieviel Strom du durchjagen willst. Je mehr Wicklungen, desto besser. Den Strom musst du begrenzen. Daher musst du den Widerstand deiner Spule kennen. Der setzt sich zusammen aus dem ohmschen Widerstand des Drahtes und dem induktiven Widerstand der Spule (da du sie mit Wechselstrom versorgst). Prinzipiell wäre es meiner Ansicht nach besser, die Spannung vorher gleichzurichten und zu glätten. Sonst baut sich das Magentfeld immer auf und ab und entgegengesetzt wieder auf und ab. Durch die ständige Neuausrichtung wird Wärme erzeugt, die man wieder Abführen muss. Genauso wie die Wärme, die durch den ohmschen Widerstand entsteht. Wenn du die nicht abführst schmilzt im Dauerbetrieb die Isolierung weg und du hast einen saftigen Kurzschluss.
Natürlich musst du sämtliche Elektronik (Gleichrichter, Glättung, etc.) auf die hohen Ströme abstimmen.

So wie sich das für mich anhört - nicht einfach. Vorallem nach deinen Posts sehe ich, dass du nicht allzu viel Erfahrung hast, was große Ströme und Spannungen anbetrifft. Ich würde dir empfehlen, die Finger davon zu lassen, da 230V zum "einfach ein wenig experimentieren" viel zu gefährlich ist. Was nützt es dir, wenn du nachher tot neben deinem Elektromagneten liegst oder dein Haus abfackelt (z.B. wegen o.g. Kurzschluss).

Grüße
Flite

[Hessibaby]

Hi,

also wenn Du Wechselspannung aus der Steckdose nehmen willst dann vergiß das Hufeisen ganz schnell weil das nur bei Gleichspannung funktioniert. Aber wenn Du deine Wohnung erfolgreich zerlegen willst solltest Du vor dem Einschalten (ca 15-20minuten) den Gashahn aufdrehen. Aber Spaß beiseite Überlege was Du tust bevor Du es tust.

Gruß Hartmut

ok. hört sich alles sehr aufwendig an.

Mit Wechselspannung werd ich sicher nichts machen. Ist mir zu gefährlich, außerdem ist die Sache mit der Umpolung für mich nicht Zielführend.

Welchen Querschnitt benötige ich bei 16A??? (Formel wäre gut)
Wieviel Saft liefert eine Autobatterie (12V), wie kann ich gegebenenfalls die Stromstärke reduzieren?

Und hat jemand Erfahrung wie Stark eine Elektromagnet gespeist von einer Autobatterie ist?

Woher bekomme ich die Teile?
Kabel ist klar, Spulen selberwickeln?, woher bekomme ich den Eisenkern?

Danke.

Ach ja...nochwas...wegen Gashahn und so...denke nicht Selbstmord. will nur experimentieren und bin praktisch eh immer übervorsichtig. Sonst würde ich hier auch nicht fragen sondern hätte den Finger schon längt in die Steckdose gesteckt! :-)

[Madgyver]

Welchen Querschnitt benötige ich bei 16A??? (Formel wäre gut)
Wieviel Saft liefert eine Autobatterie (12V), wie kann ich gegebenenfalls die Stromstärke reduzieren?

Durch einen Widerstand vielleicht? Der Magnet würde den Strom aber denke ich mal von selbst begrenzen wenn er genug Windungen hat.

Trotzem nochmal die Frage zum Querschnit?????
Wo kann ich mir z.B. den U-Kern bestellen, bzw. unter was finde ich ihn.
Hab schon bei Conrad/Reichelt/Elv gesucht und nix gefunden!

Danke!

[Madgyver]

Formel gibt es da nicht wirklich, das es von der Bauform und so abhängt. Ich denke mal 1,5mm sind ganz gut.

Und der U kern? Da nimmst du eine Metalstange mit 10cm Durchmesser und biegst sie dir zurecht....

[Flite]

Nehmen wir an, du verwendest Kupferkabel.

Wenn du mit Gleichspannung arbeiten willst gibt es keine Induktiven Widerstand - d.h. den müssen wir nicht berechnen.
Nun möchtest du sagen wir 100m Kabel zum wickeln verwenden.
Du verwendest 12 V Spannung und sagen wir, der Strom soll später 16A sein. Dann hättest du in dem Kabel eine Verlustleitung von 192 Watt. Die musst du irgendwie abführen. (geht evtl teilweise über den Eisenkern).

R = L / (GAMMA * A)
Aufgelöst nach A bedeutet das:
A = L / (R * GAMMA)

GAMMA ist bei Kupferkabel etwa 56m/(OHM*mm²)

R = U / I = 12V / 16A
= 0,75 OHM

Damit wäre dann
A = 100m / (0,75 OHM * 56m/(OHM*mm²))
= 2,38mm²

D.h. du müsstest ein Kupferkabel verwenden, dass einen Querschnitt von 2,38 mm² hat, damit der Widerstand des Kabels (100m) den Strom bei 12 V auf 16A begrenzt.

Sollte nur eine beispielrechnung sein. Natürlich gebe ich keinerlei Garantie für die Richigkeit.

Grüße
Flite

[Flite]

@Madgyver: Naja - man kann schon ein wenig rechnen. Ich wüsste nicht, woher ich auf die schnelle Widerstände nehmen würde, die den Strom begrenzen bei 16A Strom ... Die müssten dann schon mehrere Dutzend Watt abkönnen. Jenachdem, wie stark der Strom begrenzt werden soll. Ich würde das über den Kabelwiderstand machen ....

Bei der Stange aber aufpassen, dass du das richtige Material nimmst. Die Stange muss gut magnetisier bar sein. Welches Material sich da genau eignet kann ich dir leider nicht sagen.

Grüße Flite

[Manf]

https://www.roboternetz.de/phpBB2/viewtopic.php?p=12307#12307
Wenn man in diesem Forum unter "magnet" nachsieht dann findet man schon eine Berechnung der Anziehungskraft eines elektrischen Hufeisenmagneten mit Beispielkonfiguration.

Randbedingungn der Rechnung: sind der Luftspalt soll kleiner sein als der Polabstand, und die Weglänge in Eisen ist kürzer als der Luftspalt mal der relativen Permeabilität.

Im aktuellen Beispiel ist der Luftspalt recht klein, dann ist für die magnetische Flußdichte ab einem Wert von 1,2-1,5Vs/m^2 dieser Wert als Sättigungswert einzusetzen.

Das Ergebnis ist ein Strom für 1000 Windungen oder für die entsprechende Windungszahl falls man mehr als 1000 Windungen unterbringen kann. Die Leistung ist der Strom mal dem Spannungsabfall. Es ist eine reine Verlustleistung, denn Arbeit wird ja beim Festhalten nicht aufgewendet.

Ganz entscheidend für die Tragfähigkeit ist in jedem Fall die Luftspaltbreite hier kommt es auf 0,1mm an. Wennn Staub, Sand oder entsprechende Abstandshalter dazischen sind fällt die Tragfähigkeit enorm ab. Das gilt auch für unebene Pole. Die Zuverlässigkeit der Konstruktion ist entsprechend gering.
Manfred

[Madgyver]

@Flite: Ich dachte da eher an die Berechnung des richtigen Querschnitts für die Wärmeabfuhr, weil "ein wenig rechnen" kann man immer.

Das mit dem Widerstand sollte eigentlich nur ne Flaxe Antwort sein für jemanden der sich nen Magneten bauen will der 100Kg hebt, mit über 500W elektrischer Leistung hantieren will und nicht mal weiß wie man Strom begrenzt.
Ausserdem, dass mit dem Widerstand hast du doch eben grade quasi für ihn gelöst oder? Wenn man ihn nicht kaufen kann dann muss man ihn halt bauen. Da wir hier mit Gleichstrom arbeiten, kann man nur mit einem Widerstand arbeiten.
Wahrscheinlich fragt gleich wer:"Wo krieg ich 100m 2,38mm² Kupferkabel her?" [-(

[Flite]

Naja - die 2,38 mm² Querschnitt waren der theoretische Wert. Wenn man jetzt welches mit 2,5 mm² findet, dann ändert sich eben der Strom ein wenig. Aber der war ja auch nur von mir angenommen.

Sollte nur ein Rechenbeispiel sein.
Was die Wärmeabfuhr anbetrifft hast du natürlich recht!

Grüße
Flite

Danke.
Blöde Frage: wiviel Saft krieg ich aus ner Autobatterie. liefert die mir 16 Ampere?

[ddfab]

du kannst die stromstärke bei einer bestimmten spule nicht ewig vergrößern um das magnetfeld zu erhöen irgent wann ist die magnetische sättigung ereicht

[Flite]

Du kriegst auch mehr (viel mehr da raus)

Nur je mehr du ziehst, desto schneller ist sie leer. Ich glaub, es gibt welche mit 36 Ah bis zu 120 Ah und mehr. D.h wenn du 120 A ziehen würdest, wäre sie nach einer Stunde leer. Ob sie auch 120 A liefert wird darüber nicht ausgesagt.

Grüße
Flite

wann erreiche ich diese Sättigung? Von welchen Faktoren hängt sie ab?
UND: KANN ICH EINEN U-KERN irgendwo K A U F E N ? ? ? ? ? ?

[Flite]

Die Sättigung hängt von dem verwendeten Material und dessen Form / Größe ab.

U-Kern: basteln.

Das war mein letzter Post zu diesem Thema. Wenn man sich nicht anständig verhalten kann und anständig fragen kann - dann hat sichs bei mir ausgepostet!

Flite

hm...was würde passieren wenn ich einen Kern nehmen würde, nur so ca. 50 Windungen mit einem wirklich dicken Kabel (normales verlängerungskabel) wickeln würde und dann das teil an eine Batterie anhängen würde?

[Flite]

Das Kabel würde schmelzen

[Hessibaby]

Hi Gast,

wenn Du normales Verlängerungskabel meinst wie z.B. Rasenmäherkabel und mit Batterie = Bleiakku aus dem Auto - dann stink und Qualm und Feuer und 112 " Hallo ich wollte nur mal meinen E-Magneten testen "

Gruß Hartmut

dachte ich mir. werds nicht ausprobieren.

kann man Spulen eigentlich auch fertig kaufen?
hab bei conrad nen Lackdraht gefunden mit nem Querschnitt von ca. 0.28 mm2.
bei 16 A, 12 V bräuchte ich ja dann ca. 1000m!!!!

welche Kraft (Fh) würde ich so erreichen?
wie kann ich so ne Spule sinnvoll wickeln (mit der Hand dauerts ja doch länger)?
Frage: schmilzt der Draht dann nich auch? Wären ja immerhin 192 Watt!!!

Gibts ne "Komplettlösung" für ne Haltekraft von ca. 50 kg?

Hi,
soweit ich weis sind Eisenkerne sehr gut geeignet. Am besten mit Eisenstange, Flex und Shcweißgerät basteln...
mfg
Raphael
PS: War zu faulmich schonwieder anzumelden...

ja ist schon klar, danke für den Tip!

Aber: 1.hab ich keine Flex und
2. kann ich nicht schweissen.

Man muß son Teil doch irgendwo kaufen können, oder????
hat vielleicht jemnd nen Link?

[Raphael]

Sorry hab zweite Seite übersehen.
Öhm jo dann is das unpraktisch. Musst halt schaun wo du so nen Bolzen/Hufeisen herkriegst.
also ich glaub nicht dass da 0,28mm Draht reicht. Würde lieber einen etwas dickereren nehmen(ich geb ja zu ich hab keine Ahnung von leitungsquerschniten).
Vielleicht sagt mal jeamnd was dazuder sich mit Querschnitten auskent..
gruß

tja.
Also....nochmal!!!!!!

Wo kann ich jetzt son Kern kriegen???
Da muß doch jemand wissen!

gibts eignetlich auch Permanentmagnete, mit denen man sich an die Decke kleben kann (Haltekraft 80 kg+)?

[stupsi]

ich hab es noch nicht probiert, aber es solle ein Transformator mit UI-Kern einen guten Elektomagneten abgeben, wenn man das I vom Trafokern abschraubt. sie sehen etwa so aus: http://www.block-trafo.de/v1/upload/bust.pdf
Die Spulen könnten mit Gleichstrom (Nennstrom des Trafos) betrieben werden.
Gruß Stupsi

[DrZoidberg]

Ja, es ginge natürlich auch mit Permanentmagneten. Kaufe einfach ein paar möglichst große Neodymiummagnete z.B. bei ebay.
Damit sollte das gehen. Das einzige Problem dabei ist, dass du die dann nicht mehr ausseinander bekommst, wenn die einmal zusammenheften.

Interessant wäre sicher auch einen schwebenden Stuhl zu bauen, der durch Magnete mehrere Zentimeter über dem Boden schwebt.
Das macht man am besten auch mit Neodymiummagneten und einem Elektromagneten zur Stabilisierung.

klingt witzig.

Die Sache mit dem Trafo klingt gut.
Aber ist der auf Dauer belastbar genug?
Gibts dazu noch andere Meinungen?

Zum Stuhl: also Permanentmagneten an den Stuhlbeinen, Elektromagnete am Boden. Doch wie stabilisieren? Der Stuhl ist ja sofort am boden wenn man sich dann draufsetzten will!

[stupsi]

Die Technik mit den Neodymiummagneten ist auch eine gute Möglichkeit. Wir benutzen sie auch an Krananlagen. Es ist ein Eisenhalterung, in der sich ein drehbarer Magnet befindet. Ein (leichtes) Drehen des Magneten um 90° löst das Hebegut vom Magneten ab. Funktioniert sehr gut !!!

Mich würde auch interessieren, wie das genau funktioniert.

[Felix G]

Da kennst du die Neodymium Magnete nicht!

ich habe einige bei ebay gekauft, die haben gerade mal 1cm Durchmesser und sind 5mm hoch...

es ist extrem schwer zwei davon entgegen der Abstossungskraft zusammen zu bringen.
Man klemmt sich höchstens einen Finger ein wenn die wegrutschen und zusammen knallen.


Also wenn du ne Handvoll davon nimmst um dich an die Decke zu hängen, brauchst du dir schonmal keine Sorgen machen daß sie dich nicht halten...
nur runter kommst du garantiert nicht mehr.
(es sei denn die Decke stürzt ein)


edit:
dieser post bezieht sich natürlich nicht auf den von Stupsi

[stupsi]

Bei uns in der Firma wird dieses Teil benutzt:
http://www.pro-lift.de/shop/de/dept_21.html
damit werden schwere Eisenteile transportiert.
Es hat mich schon immer interessiert, wie die Dinger funktionieren.

Gruß Stupsi

[DrZoidberg]

Zum Stuhl: also Permanentmagneten an den Stuhlbeinen, Elektromagnete am Boden. Doch wie stabilisieren? Der Stuhl ist ja sofort am boden wenn man sich dann draufsetzten will!

Ich dachte daran Permanentmagnete an Stuhl und am Boden zu haben.
Der Elektromagnet ist zusätzlich da um ein kippen des Stuhls zu verhindern.

Hier noch zwei Beispiele wie man ein Objekt mit Elektromagneten schweben lassen kann:
http://www.arktis.de/detail_polarshop.php4?artikel=4482
http://www.iem.ing.tu-bs.de/paper/2000/gabel_00.htm

Ich würde mal gerne etwas an der Decke hängen.

Ich dachte daran Permanentmagnete an Stuhl und am Boden zu haben.
Unter Mechanik passt es ja nur bedingt.
Aber wenn es dem Poster nacher besser geht, sei's drum.

wenns dich so ärgert, dann brauchst es ja nicht zu lesen, oder?

[Manf]

Vielleicht hilft dies hier weiter, eine Darstellung in der ein lebender Frosch magnetisch in der Schwebe gehalten wird.

http://www.hfml.sci.kun.nl/levitation-movies.html
http://www.hfml.sci.kun.nl/phystod.html
http://www.hfml.ru.nl/pics/Movies/frog.jpg

Manfred

wie wärs eigentlich mit einem professionellen Hebemagnet?
Die Dinger werden ja auf Schrottplätzen verwendet.

Weiß jemand, welche Stromquelle die brauchen?

[Manf]

Ein Schrottplatz-Magnet wirkt durch festen Kontakt. Ich glaube nicht, daß der Autor nur einen festen mechanischen Kontakt magnetisch schalten möchte, ich nehme an, dass so etwas wie eine magentische Federung gesucht wird.
Manfred

will einen Magneten, der Stark genug ist, um mich damit an die Decke hängen zu können.

[Manf]

Nehmen wir nur einmal an es gäbe diesen sogenannten U-I Kern (Hufeisen) mit 20cm Weglänge, 10 cm^2 Fläche und 0,1mm Spalt für den man so ein paar hundert Amperewindungen braucht. Nicht viel, bei 1000 Windungen weniger als 1A.
Wenn man an den Kern unten einen Sessel dranhängt und sich mit Helm auf dem Kopf (Erklärung folgt) in den Sessel setzt , merkt man zunächst keinen Unterschied zu einer festen Aufhängung.
Wenn man den Strom abschaltet, dann löst sich der Eisenkern, der sich genau über der Mitte des Sessels befindet... (Erklärung für den Helm).
Soll es das sein?
Manfred

Kann mir das irgendwie nicht vorstellen.
Kannst mir mal ne Grafik shcicken?

[stupsi]

@manf

Es gibt mechanische Magnete mit kleinen Hebelchen dran:

http://www.pro-lift.de/shop/de/dept_21.html

Weist du, wie die Dinger funktionieren?

Gruß Stupsi

[Felix G]

ich denke mit dem Hebel dreht man den Neodymium-Magneten im Inneren,
und vergrössert so den Luftspalt zwischen Magnet und Eisen.

Das ist natürlich nur eine Vermutung, aber meiner Ansicht nach das einzige was Sinn macht.

[Manf]

ich denke mit dem Hebel dreht man den Neodymium-Magneten im Inneren, und vergrössert so den Luftspalt zwischen Magnet und Eisen.

Es ist so was mit Drehen aber nicht direkt mit Luftspaltvergrößerung.

Nachdem sich Magnete immer noch ganz gut auf einer glatten Oberfläche verschieben lassen, auch wenn das Abheben nicht mehr ohne Beschädigung geht, nehme ich an, daß die Konstruktion etwa so aufgebaut ist. Mechanisch einstellbarer magnetischer Kurzschluß innen.
Ich habe soetwas ähnliches schon einmal gesehen, aber ich weiß nicht wie verbreitet dieses Prinzip ist.
Manfred

[stupsi]

hier ein anderer Link zu den Dingern, der ist etwas ausführlicher und mit ein paar Bildern. Interessant ist das Größenverhältnis:

http://www.hespatec.de/last/lasthebemagnete.html

vielleicht ist eine Miniaturausführung nachbaubar?

[Manf]

Sehr schön, an den Bildern sieht man auch, wie groß die magnetische Anziehungskraft in Abhänigkeit von Luftspalt ist

http://www.hespatec.de/last/pic/last_diag.jpg

... und in der Gegnüberstellung mit einer Zigartennschachtel kann man sehr gut erkennen, daß der Magnet zwar größer ist als die Schachtel, daß von ihm aber eine vergleichsweise geringere Verunreinigung ausgeht, oder so... 8-[ #-o
Der Einsatzbereich der beiden Gegenstände überschneidet sich ja sonst wenig.

http://www.hespatec.de/last/pic/last_malb.jpg

http://www.hespatec.de/last/magnetkunde.pdf

Ich bin mir ganz sicher, daß man mit einer selbstgebauten Anordnung aus Permanentmagneten eine Hubkraft von 80kg aufbauen kann. Es ist dabei vor allem auf eine gleichmäßige Verteilung der Last zu achten. Ein Kissen sollte man auch drunter legen.

Manfred

[stupsi]

Ja, bloß was passiert im Inneren, wenn der Hebel betätigt wird?
Immerhin zeigt sich das Teil mit der abgebildeten Hebelstellung die angegebene Magnetkraft. Ist der Hebel in aufrechter Stellung, ist das Teil fast unmagnetisch.

Nach kurzem Googeln hab ich dieses hier gefunden:

http://www.tecnomagnete.it/Download/pdf/Maxx/MAXXted.pdf

Dort ist der Querschnitt der Kerns zu sehen. Vielleicht funzt es so:
In der großen Bohrung ist der Magnet drehbar gelagert. Dreht man den Magneten senkrecht, sieht ein Pol einen großen Luftspalt. (kleine Bohrung über der Großen) Dann ist das System kraftlos.
Die Technik sieht ganz schön kompliziert aus und ist patentiert.
Dann wird es wohl nichts mit einem Nachbau.

Gruß Stupsi

[Felix G]

Ob die Technik patentiert ist oder nicht spielt keine Rolle.


Nachbauen darf man alles, nur vermarkten eben nicht.

[skipvolli]

Die leistungsfähisten Elektromagneten für Hebeanwendungen sind sogenannte Topfmagnete, bei denen der magnetische Feldfluss gänzlich durch das Metall geführt wird, du bräuchtest einen Eisenkern aus einzelnen Drähten der mit ca 100 m lackisoliertem Draht umwickelt wird und in einem Stahltopf sitzt, der wiederum den Kern berühren muss, ein solcher Magnet ereicht je nach Leistungsaufnahme eine beliebig große Haltekraft.

[dundee12]

Das Thema ist von 2004 aber naja....