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Dauermagnete

Mess- und Magnetisiertechnik Studienausgabe

von Cassing, Wilhelm ; Kuntze, Karl ; Ross, Gunnar Fach: Technik/ Ingenieurwesen;

Für Entwicklung, Einkauf, Kontrolle, Montage und Verarbeitung sind die Kenntnis der Werkstoffe und gemeinsam festgelegte, gleiche Mess- und Prüfverfahren als Grundlage für ein reibungsloses Geschäftsverhältnis zwischen Verbraucher und Hersteller von Dauermagneten notwendig.
Der Themenband vermittelt die notwendigen fachlichen Grundlagen. In der dritten Auflage wurden noch einmal Formulierungen überarbeitet und Aktualisierungen bei der Messtechnik vorgenommen, die das Verständnis für die Thematik vereinfachen sollen. Die Ergänzung der formelmäßigen Zusammenhänge ermöglicht dem Nutzer erste Abschätzungen und Berechnungen der Magnetwerkstoffe und des magnetischen Kreises.
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Details
ISBN 9783838551746
UTB-Titelnummer E5174
Auflagennr. 3. Aufl.
Erscheinungsjahr 2017
Erscheinungsdatum 22.11.2017
Einband Nein
Formate UTB e-Only
Originalverlag UVK
Umfang 244 S.
Inhalt
1 Grundlagen der Dauermagnete: Begriffe, Einheiten, Werkstoffe, spezifische Eigenschaften
1.1 Einleitung
1.2 Historischer Überblick
1.2.1 Das Atommodell
1.2.2 Zeitliche Entwicklung der Werkstoffe
1.3 Grundbegriffe
1.3.1 Magnetische Grundbegriffe und ihre Einheiten
1.3.2 Magnetische Feldstärke
1.3.3 Die Feldlinien
1.3.4 Magnetischer Fluss
1.3.5 Magnetische Flussdichte
1.3.6 Permeabilität und Suszeptiblilität
1.3.7 Polarisation, Magnetisierung, magnetisches Moment
1.4 Das B(H)-Diagramm
1.4.1 Die Magnetisierungskennlinie
1.4.2 Die Entmagnetisierungskennlinie
1.4.3 Die Arbeitsgerade und der Arbeitspunkt
1.4.4 Die Entmagnetisierungskennlinien verschiedener Werkstoffe
1.4.5 Die Scherung der Arbeitsgeraden/Scherungsfächer
1.4.6 Die Nomenklatur
1.5 Die aktuellen Magnetwerkstoffe
1.5.1 AlNiCo- Werkstoffe
1.5.1.1 Die Zusammensetzung
1.5.1.2 Der Herstellungsprozess
1.5.1.3 Chemische Beständigkeit
1.5.2 HF- Werkstoff
1.5.2.1 Die Zusammensetzung
1.5.2.2 Der Herstellungsprozess
1.5.2.3 Die chemische Beständigkeit
1.5.3 SmCo- Werkstoffe (RECo)
1.5.3.1 Die Zusammensetzung
1.5.3.2 Das Herstellverfahren
1.5.3.3 Die chemische Beständigkeit
1.5.4 NdFeB- Werkstoffe (REFeB)
1.5.4.1 Die Zusammensetzung
1.5.4.2 Das Herstellverfahren
1.5.4.3 Die chemische Beständigkeit
1.5.4.4 Beschichtungen
1.5.5 Kunststoffgebundene Magnete
1.5.6 Magnetgummi
1.6 Einheiten
1.7 Literatur
2 Grundlagen zur Berechnung des dauermagnetischen Kreises
2.1 Einleitung
2.2 Das B(H)-Diagramm
2.3 Dauermagnetkreis
2.3.1 Arbeitsgerade
2.3.2 Luftspaltflussdichte
2.3.3 Optimaler Arbeitspunkt
2.3.4 Fremdfeldeinfluss
2.4 Temperaturverhalten
2.4.1 Beispiel einer graphischen Methode zur Bestimmung reversibler und irreversibler Flussdichteänderung bei Ferriten
2.5 Berechnung von Dauermagnetkreisen mit konzentrierten Elementen 52 2.5.1 Magnetisches Ersatzschaltbild
2.5.2 Streuleitwerte
2.6 Berechnung eines Ringspaltsystems mit der Ersatzschaltbildmethode
2.6.1 Berechnung der Leitwerte
2.6.2 Berechnung der Luftspaltflussdichte
2.6.3 Berechnung der Flussdichte im Permanentmagneten
2.6.4 Vergleich zu den Ergebnissen der numerischen Feldberechnung
2.7 Scherung eines Magnetzylinders im offenen Magnetkreis
2.7.1 Analytische Berechnung
2.7.2 Vergleich mit der numerischen Berechnung
2.8 Literatur
3 Magnetische Messtechnik
3.1 Einleitung
3.2 Fluxmeter
3.2.1 Magnetischer Fluss I
3.2.2 Elektronische Integratoren
3.2.2.1 Analoge Integratoren
3.2.2.2 Digitale Integratoren
3.2.2.3 Digital kompensierter analoger Integrator
3.2.3 Messgeräte
3.3 Messgrößen
3.3.1 Magnetischer Fluss I
3.3.1.1 Flussmessung an Ringspaltsystemen
3.3.1.2 Flussmessung in Motoren
3.3.1.3 Automatische Serienmessung von Dauermagneten
3.3.2 Magnetische Feldstärke H
3.3.3 Magnetische Flussdichte B
3.3.4 Magnetisches Potenzial P
3.3.4.1 Prüfung von Stabmagneten
3.3.4.2 Messungen an Magnetsystemen für Drehspul-Instrumente
3.3.4.3 Messungen an Lautsprecher-Magnetsystemen
3.3.5 Magnetischer Leitwert O
3.3.6 Magnetisches Moment und magnetisches Dipolmoment
3.3.6.1 Magnetisches Moment von Block- und Stabmagneten
3.3.6.2 Bestimmung der Vorzugsrichtung von Dauermagneten
3.3.7 Arbeitspunktbestimmung durch Messung von J oder H
3.3.7.1 Arbeitspunkt von Segment-Magneten
3.3.7.2 Punktweise Bestimmung der Entmagnetisierungskurve
3.4 Feldstärkemessgeräte mit Hall-Sonden
3.4.1 Funktionsprinzip und Messgeräte
3.4.2 Vergleich zwischen Fluxmeter und Feldstärkemessgerät
3.5 Magnetisierungskurven von Dauermagneten
3.5.1 Elektromagnete
3.5.2 Probenvorbereitung
3.5.3 Messung von J(H)-Kurven mit J-kompensierten Umspulen
3.5.4 Messung von J(H)-Kurven mit Polspulen
3.5.5 J(H)-Kurven bei hohen Temperaturen
3.5.6 J(H)-Kurven magnetischer Pulver
3.5.7 B(H) und J(H)-Kurven von hochkoerzitiven Werkstoffen
3.6 Kalibrieren von Messmitteln
3.6.1 Erzeugung von Magnetfeldern zum Kalibrieren
3.6.1.1 Erzeugung von Magnetfeldern mit Helmholtz-Spulen
3.6.1.2 Normalfeldspulen nach Helmholtz
3.6.1.3 Vergleichsmagnete
3.6.2 Kalibrieren eines Fluxmeters
3.6.3 Kalibrieren von Messgeräten für die magnetische Polarisation mit Nickel
3.6.4 Beziehungen zwischen SI- und CGS-Einheiten
3.7 Literatur
4 Magnetisiertechnik
4.1 Einleitung
4.2 Grundlagen
4.2.1 Magnetisierfeldstärke
4.2.2 Magnetisieren von Magneten oder Systemen
4.2.3 Arbeitssicherheit
4.2.4 Magnetisierarten
4.2.5 Magnetisierenergie
4.3 Erzeugung von Magnetfeldern zum Magnetisieren
4.3.1 Magnetisieren mit Gleichstrom
4.3.2 Magnetisieren mit Dauermagneten
4.3.3 Magnetisieren und Entmagnetisieren mit Impulsfeldern
4.3.3.1 Sinusförmige Entladung
4.3.3.2 Aperiodische Entladung
4.3.3.3 Alternierende Entladung
4.3.3.4 Wirbelströme
4.4 Qualitätssicherung
4.4.1 Messung von Magnetisierströmen
4.4.2 Messung von Impulsfeldern
4.4.3 Prüfen des Magnetisierergebnisses
4.5 Magnetisierspulen
4.6 Magnetisiervorrichtungen in Anwendungsbeispielen
4.6.1 Magnetisieren von Statoren und Rotoren
4.6.2 Magnetisieranlage für Magnetsysteme
4.6.3 Magnetisierplatten und Impulsmagnetisierwalzen
4.6.4 Impulstransformatoren
4.7 Abgleichen von Magneten auf einen vorgegebenen Wert
4.8 Literatur
5 Magnetische Sensoren
5.1 Einleitung
5.2 Übersicht über physikalische Prinzipien
5.2.1 Galvano-magnetisches Prinzip
5.2.1.1 Die Strom-/Leistungsmessung
5.2.1.2 Die Abstandsmessung mittels Hallsensoren
5.2.1.3 Blechdickenmessung mittels Hallsensoren
5.2.1.4 Die Magnetgabelschranke
5.2.2 Dauermagnete zur Ansteuerung von Sensoren
5.3 Das Differentialtransformatorprinzip (Dreispulensystem)
5.3.1 Der PLCD-Sensor
5.4 Der magnetoresistive Effekt
5.4.1 Die Feldplatte
5.4.2 Der „Anisotrope Magnetoresistive Effekt“ (AMR), Magnetisierung dünner Schichten
5.4.3 Der „Giant Magnetoresistive Effect” (GMR)
5.4.3.1 Colossaler Magnetoresistiver Effekt (CMR) 1998
5.4.3.2 Außergewöhnlicher Magnetoresistiver Effekt (EMR) 1998
5.4.3.3 Giant Magneto Impedance (GMI)-Effekt 1995
5.4.3.4 Nanokontakte (2002)
5.5 Spezielle Varianten magnetischer Sensoren
5.5.1 Magnetostriktion und Ultraschall
5.5.2 Reed-Kontakte, Sonderformen
5.6 Schlussbetrachtung
5.7 Literaturverzeichnis
6 Qualitätssicherung in der Dauermagnettechnik
6.1 Einleitung
6.2 QM-Normen und Produkthaftung
6.2.1 Übersicht über die Normen der Reihe DIN EN ISO 9000 ff
6.2.2 Rechtliche Aspekte
6.2.2.1 Haftung und Produkthaftung
6.2.2.2 Wareneingangsprüfungen
6.2.3 Null-Fehler-Philosophie
6.2.4 Normen zu Begriffen des Qualitätsmanagements
6.3 Methoden der Qualitätssicherung
6.3.1 Qualitätsplanung
6.3.2 Statistische Methoden der Q-Sicherung
6.3.2.1 Vollprüfung ( Sortieren, Klassieren)
6.3.2.2 Stichprobenprüfungen
6.3.2.2.1 Qualitative Merkmale/Attributives Verfahren nach ISO 2859
6.3.2.2.2 Quantitative Merkmale/Variablenprüfung nach ISO 3951 für normalverteilte Merkmale
6.3.2.2.3 SPC
6.4 Qualitätssicherung in der Dauermagnettechnik
6.4.1 Werkstoffauswahl und Magnetauslegung
6.4.2 Dauermagnetherstellung
6.4.3 Mess- und Prüfverfahren für Dauermagnete
6.4.3.1 Magnetische Mess- und Prüfverfahren für Dauermagnete
6.4.3.2 Abwicklung und EMK-Messung
6.5 Prüfmittelmanagement (PMM)
6.5.1 Aufgaben des PM-Managements
6.5.2 Prüfmittelüberwachung
6.5.3 Kosten der Prüfmittelüberwachung
6.5.4 Kalibrieren von Prüfmitteln
6.5.4.1 Begriffe
6.5.4.2 Die PTB und der DKD
6.5.4.3 Forderungen der Normen
6.5.4.4 Magnetische Kalibrierverfahren
6.5.5 Prüfmittelfähigkeit
6.5.5.1 Aufgabenstellung
6.5.5.2 Begriffsdefinitionen
6.5.5.3 Verfahren zur Ermittlung der Fähigkeit
Anhang 1: Beispieltabelle für Herstellerangaben zu kunststoffgebundenen Magnetwerkstoffen
Anhang 2: Normen für die Dauermagnettechnik und zu QM-Begriffen
Anhang 3: Adressen zur Beschaffung von Informationen
Stichwortverzeichnis
Autorenverzeichnis
Autoreninfo

Cassing, Wilhelm

Der Autor ist langjährig in der Industrie in leitender Funktion tätig, vor allem in der Entwicklung innerhalb der Magnettechnik, der Qualitätssicherung und in der Mess- und Prüftechnik.

Kuntze, Karl

Der Autor ist langjährig in der Industrie in leitender Funktion tätig, vor allem in der Entwicklung innerhalb der Magnettechnik, der Qualitätssicherung und in der Mess- und Prüftechnik.

Ross, Gunnar

Der Autor ist langjährig in der Industrie in leitender Funktion tätig, vor allem in der Entwicklung innerhalb der Magnettechnik, der Qualitätssicherung und in der Mess- und Prüftechnik.
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