Magnetostatische Analyse

Die Magnetostatik ist die Untersuchung statischer Magnetfelder. In der Elektrostatik sind die Ladungen stationär, während hier die Ströme konstant oder gleich (Gleichstrom) sind. Wie sich herausstellt, ist die Magnetostatik eine gute Näherung, auch wenn die Ströme nicht statisch sind, solange sich die Ströme nicht schnell ändern. Außerdem wird angenommen, dass der Maxwell-Verschiebungsstrom, der das elektrische und das magnetische Feld koppelt, null ist.

Anwendungen

Bei der magnetostatischen Analyse wird das Gaußsche Gesetz für den Magnetismus, dh die Divergenz der magnetischen Flussdichte, auf Null gesetzt, und das Ampèresche Gesetz, dh die Kräuselung des Magnetfelds entspricht der statischen elektrischen Stromdichte, um das Magnetfeld und die damit verbundenen Größen zu berechnen aufgrund elektrischer Ströme und Permanentmagneten. Es hat viele praktische Anwendungen, einschließlich:

• Motoren und Generatoren
• Linear- und Drehantriebe
• Relais
• MEMS
• Magnetaufzeichnungsköpfe
• Magnetschwebetechnik
• Magnete
• Lautsprecher
• Elektromagnetische Bremsen und Kupplungen
• Magnetlager
• MRT
• Sensoren

Ergebnisse

Das Magnetostatic-Modul gibt für jede Studie die folgenden Ergebnisse aus:

• Magnetfeld
• Magnetflußdichte
• Stromdichte
• Kraftdichte
• Induktivitätsmatrix
• Flusskopplung
• Widerstand
• Macht
• Drehmoment
• Gespeicherte Energie
• Temperatur
• Temperaturgefälle
• Wärmefluss

Beispiele für Designprobleme

Mit dem Magnetostatic-Modul können Sie eine Vielzahl von Geräten untersuchen und zahlreiche magnetische und elektromechanische Phänomene behandeln. Nachfolgend finden Sie nur eine unvollständige Liste:

• Vermeiden Sie Sättigung in magnetischen Geräten. Die magnetische Sättigung ist eine Einschränkung bei ferromagnetischen Kernen. Wenn der Strom zunimmt, nimmt der Strom zunächst proportional zu. Irgendwann führt jedoch ein weiterer Anstieg des Stroms zu einem zunehmend geringeren Anstieg des Flusses. In der Regel kann der Kern keinen weiteren Beitrag zum Flusswachstum leisten, und ein Anstieg danach ist begrenzt zu dem von der Luft zur Verfügung gestellten - vielleicht drei Größenordnungen kleiner.
• Rastmoment minimieren. Das Rastmoment von Elektromotoren ist das Drehmoment, das durch die Wechselwirkung zwischen den Permanentmagneten und den Statornuten einer Permanentmagnetmaschine (PM) entsteht. Es wird auch als Rast- oder "stromloses" Drehmoment bezeichnet und ist eine unerwünschte Komponente für den Betrieb eines solchen Motors. Bei niedrigeren Geschwindigkeiten ist es besonders ausgeprägt, mit dem Symptom eines Ruckelns.
• Reduzieren Sie Kosten und Gewicht von Magnetgeräten, indem Sie überschüssiges Material von ferromagnetischen Kernen abschneiden.
• Optimieren Sie magnetische und ferromagnetische Kreise.
• Spulenwicklung und Elektromagnete optimieren.
• Optimieren Sie Permanentmagnetmaschinen, indem Sie den Kompromiss zwischen Samarium-Kobalt-, Neodym-Eisen-, Keramik- und Alnico-Magneten untersuchen.
• Untersuchen Sie den Kompromiss zwischen weichmagnetischen und hartmagnetischen Materialien in Bezug auf Magnetisierung und Entmagnetisierung.
• Untersuchen Sie die Auswirkung von BH-Kurven oder Magnetisierungskurven auf die Leistung magnetischer Geräte und Schaltkreise.
• Optimieren Sie das Drehmoment in den Motoren, während Sie den Antriebsstrom auf ein Minimum beschränken.
• Vermeiden Sie Funkenbildung und minimieren Sie so den Bürstenverschleiß und das elektrische Rauschen von Motoren, Magneten, Aktuatoren und anderen elektromechanischen Geräten.
• Optimieren Sie die Kraft für Linearsolenoide und das Drehmoment für Drehmagnete, ohne die Wicklung zu überhitzen.
• Stellen Sie die richtige Lorentzkraft in einer Lautsprecherschwingspule sicher.
• Bewerten Sie komplexe Spulenstrukturen.
• Bewerten Sie eine Vielzahl von Permanentmagnet-Konfigurationen.