Elektromagnet Überwachung

[Besserwessi]

Die PWM-Frequenz würde ich so bei etwa 1-10 kHz wählen, hängt aber von der Induktivität der Spule ab. Die Frequenz kann man aber auch später leicht per Software verändern. Die ansteurung per PWM ist schon deshalb sinnvoll, weil man so die Spule zum Anziehen kurz mit viel Strom (z.B. 150-200% des Nennstromes) betreiben kann und dann zum halten auf z.B. 75% des Nennstromes zurückgehen kann. Für die Objekterkennung wird man da wohl ein Oszilloskop brauchen um das Signal (Strom beim PWM) an zu schaun. Die Auswertung wäre z.B. über den analogen komperator und eine Shunt möglich, indem man schaut wie lange es braucht bis der Strom unter eine gewisse schwelle (z.B. 50% des normalen Stromes ) gefallen ist.

[nikolausi]

Ich versuche mir grad die Kraft eines Elektromagneten auszurechnen muss aber irgendwie falsche Formeln verwenden da die Kraft viel zu groß wäre.
Ich rechnet mit Bild hier   und dann weiter mit F=1/2*B²/u0*A
für I hab ich jetzt mal 0.1A genommen und für l 0,03m aber ich komm auf einen Wert von über 62kN der sicher falsch ist.
Welche der Formeln ist falsch?

[Besserwessi]

Für sich genommen ist keine der Formel so wirklich falsch. Nur darf man die nicht zusammen nutzen, denn die ersten beiden gelten für einen geschlossenen Ringkern, und die letzte für einen magnetischen Kreis mit Luftspalt. Ein Elektromagent in Stabform ist dann noch was ganz anderes - da passt nur der erste ganz allgemeine Teil, wobei man mit dem H da schon aufpassen muss.

[nikolausi]

Wie berechne ich mir einen Elektromagnet in Stabform? Ich finde keine Formeln für einen Elektromagnet in Stabform.
Bild hier  
Diese Formeln gelten nicht nur für einen geschlossene Ringkern soweit ich weiß.

[Besserwessi]

Für einen Magneten in Stabform wird der Faktor µr modifiziert. Das kann man z.B. mit einem Entmagnetisierungsfaktor beschreiben. Der Faktor wo jetzt µr steht kann dann nicht größer werden als eine von der Geometrie abhängige Größe. Wenn ich mich richtig erinnere war das für einen Stab etwas wie Länge / Durchmesser.

Die Formel B= µr µ0 * H ist schon allgemein, nur ist da das H nicht so einfach zu berechnen, wenn der Magnetische Kreis inhomogen ist.

H = I*n/ L gilt nur für eine sehr lange Spule (ohne Kern) oder halt einen geschlossenen Kern mit Umfang L. Sonst gilt da allgemeiner das das geschlossene Wegintegral über H gleich dem Strom im inneren ist. Bei einem nicht geschlossenen Kern ist dann das H Feld in der Luft deutlich größer als das im Kern. Für den Stab wird es etwas komplizierter, weil die Feldlinien auseinander laufen.

Einigermaßen einfach läßt sich noch eine fast geschlossener Kern mit kleinem Luftspalt berechnen: da wird dann µr/L ersetzt durch 1 / ( L1/µ1 + L2/µ2 +...), wobei L1,L2 die Teillängen sind, und µ1,µ2 die Permeabilitäten der Teile. Da überwiegt dann schnell der Luftspalt, und der Kern gibt einem nur mehr Platz für die Windungen.