La forza attrattiva dei magneti e dei dispositivi di attrazione magnetica
Per le applicazioni magnetiche, tutti sono molto preoccupati per l'attrazione magnetica dei magneti. La forza di aspirazione di un magnete può essere calcolata (utilizzando un calcolatore di tensione) e la seguente formula può essere utilizzata come riferimento. Tuttavia, va notato che le condizioni predefinite della formula sono molto ideali, ovvero la distribuzione del campo magnetico è molto uniforme, la permeabilità magnetica dell'oggetto attratto è molto elevata (non possono essere utilizzati materiali magnetici deboli come l'acciaio inossidabile serie 300 e altre ferroleghe) e lo spessore e l'area di adsorbimento sono sufficienti (aumentare lo spessore e l'area non aumenterà ulteriormente la forza di aspirazione, ovvero senza considerare la perdita magnetica). Anche così, il valore calcolato può essere utilizzato solo come riferimento e non può essere utilizzato per un calcolo accurato. F (N) = 2 * S (m ²) * B (T) ²/μ 0, dove S rappresenta l'area di adsorbimento, B rappresenta la densità del flusso magnetico del traferro e μ 0 è la permeabilità magnetica del vuoto (che è una costante, μ 0 = 4 π * 10-7).
Come aumentare l'attrazione dei magneti? Dalla formula, possiamo vedere che la forza di aspirazione di un magnete è direttamente proporzionale all'area di adsorbimento e alla densità del flusso magnetico dell'intercapedine d'aria. Si può vedere che aumentare l'area di adsorbimento e migliorare la densità del flusso magnetico dell'intercapedine d'aria sono i due modi principali per aumentare la forza di aspirazione di un magnete. 1. L'aumento dell'area di adsorbimento dovrebbe almeno coprire la superficie di adsorbimento magnetico e, se le condizioni lo consentono, lo spessore del materiale adsorbito può essere aumentato.
Quando un magnete è attratto da una piastra di ferro: maggiore è l'area di adsorbimento tra la piastra di ferro e il magnete, maggiore è la forza di aspirazione tra i magneti. Quando l'area di adsorbimento è uguale all'area del magnete, la tendenza all'aumento della forza di aspirazione rallenterà gradualmente. Quando la piastra di ferro è sufficientemente grande, l'aumento dell'area della piastra di ferro potrebbe non aumentare ulteriormente la forza di aspirazione; quando l'area della piastra di ferro è la stessa, l'aumento dello spessore della piastra di ferro può aumentare la forza di aspirazione. Quando la piastra di ferro è più spessa, l'aumento dello spessore della piastra di ferro appiattirà gradualmente l'aumento della forza di aspirazione fino a quando non ci saranno ulteriori miglioramenti.
2. Aumento della densità del flusso magnetico dell'intercapedine d'aria. Quando l'area di adsorbimento S rimane costante, trovare un modo per aumentare la densità del flusso magnetico dell'intercapedine d'aria e ridurre il flusso magnetico di dispersione è un modo più efficace per migliorare la forza di aspirazione. La magnetizzazione multipolare può ridurre efficacemente il flusso magnetico di dispersione.
Dal diagramma di simulazione del campo magnetico, possiamo vedere che dopo aver cambiato il magnete in magnetizzazione bipolare, il campo magnetico di dispersione si riduce notevolmente e gran parte delle linee del campo magnetico formano un circuito magnetico ad anello all'interno del foglio di ferro adsorbito.
Se si aumenta ulteriormente il numero di poli e si aggiunge una piastra magnetica nella parte inferiore del magnete, il flusso magnetico di dispersione verrà ulteriormente ridotto e la forza di aspirazione verrà ulteriormente aumentata.
L'attuale tendenza nella progettazione di componenti magnetici è quella di massimizzare l'utilizzo dei campi magnetici progettando circuiti magnetici multipolari o circuiti magnetici di Halbeck, o utilizzando materiali con elevata permeabilità magnetica per guidare il campo magnetico il più possibile attraverso l'oggetto che viene attratto, formando un circuito magnetico ad anello. Le applicazioni tipiche includono: fogli magnetici in gomma, progettati per la magnetizzazione multistadio, alcuni con multipoli bifacciali e alcuni con multipoli monofacciali. Le prestazioni magnetiche dei magneti in gomma sono molto basse, ma attraverso la progettazione di circuiti magnetici multipolari, il campo magnetico è densamente distribuito sulla superficie, con conseguente minima perdita magnetica durante l'adsorbimento e producendo un buon effetto di adsorbimento;
La progettazione dei componenti di attrazione magnetica non può essere separata dalla considerazione della spaziatura di adsorbimento. Quanto sopra menzionato si basa tutti sull'adsorbimento a contatto diretto. Se la spaziatura cambia, la forza di aspirazione spesso cambia notevolmente. La figura seguente mostra diversi tipici dispositivi di attrazione magnetica a magnete singolo e i componenti magnetici multipolari seguono una regola simile. Più poli ci sono, maggiore è la forza di aspirazione a spaziatura 0, ma più evidente è l'attenuazione con l'aumento della spaziatura.