Funktionsprinzip der Permanentmagnetkupplung

Funktionsprinzip der Permanentmagnetkupplung

I. Der Kernarbeitsmechanismus der permanenten magnetischen Kopplung: "magnetischer Händedruck" in der Luft

Stellen Sie sich zwei rotierende Scheiben mit einem Luftspalt dazwischen vor:

Aktive Scheibe (Antriebsseite): Mit dem Motor oder der Stromversorgung verbunden, mit eingebetteten Permanentmagneten oder elektromagnetischen Spulen, die beim Drehen ein dynamisches Magnetfeld erzeugen.

Passive Scheibe (angetriebene Seite): aus leitfähigen Materialien (wie Kupfer, Aluminium) oder magnetischem Stahl, nicht in direktem Kontakt mit der aktiven Scheibe.

Wenn sich die aktive Scheibe dreht, durchdringt ihr Magnetfeld den Luftspalt, drückt und zieht die freien Elektronen in der passiven Scheibe und bildet einen Ringstrom (Wirbelstrom). Diese Ströme erzeugen umgekehrte Magnetfelder, interagieren mit dem Magnetfeld der aktiven Scheibe und treiben schließlich die passive Scheibe zur synchronen Rotation an. Dieser Vorgang ähnelt dem einer zweiköpfigen Gruppe, die ihre Drehbewegungen durch Gesten und Blickkontakt über eine Glaswand hinweg koordiniert.

II. Zerlegung des dynamischen Prozesses der permanentmagnetischen Kopplung

Magnetische "ripple"-Ausbreitung

Die abwechselnden Magnetpole (wie N-Pole und S-Pole) auf der aktiven Scheibe erzeugen beim Rotieren schwankende Magnetwellen, ähnlich dem Strahlungsmuster, das von einem rotierenden Neonlichtstreifen ausgestrahlt wird.

Kollektives Elektron "sprint"

Wenn das leitfähige Material der passiven Scheibe vom Magnetfeld überstrichen wird, fließen seine Elektronen angetrieben von der Magnetkraft auf einer Kreisbahn – genau wie Löwenzahnsamen vom Wind in einen Wirbel geblasen werden – und bilden einen Wirbelstrom.

Pol-Gegentaktrelais

Das Magnetfeld der aktiven Scheibe zieht das Wirbelstromfeld der passiven Scheibe ständig an und stößt es ab, wodurch ein Tauziehen zwischen den beiden Teams simuliert wird und die Rotation schließlich auf die passive Scheibe übertragen wird.

Hauptmerkmal: Die passive Scheibe dreht sich immer etwas langsamer als die aktive Scheibe (Schlupf genannt), ähnlich der leichten Verzögerung bei einem Fahrradkettenantrieb. Die durch diesen Schlupf erzeugte Spannung ist die Quelle der Kraftübertragung.

III. Das Prinzip der permanentmagnetischen Kopplung ähnelt alltäglichen Phänomenen

Kabelloses Laden: Die Energieübertragung zwischen Mobiltelefon und Ladegerät durch das Magnetfeld ähnelt der mechanischen Energieübertragung im Permanentmagnetkoppler (die Energieform ist unterschiedlich).

Magnetschwebebahn: Der berührungslose Antrieb der Magnetschwebebahn basiert auf dem magnetischen Wechselwirkungsprinzip der Permanentmagnetkupplung.

Wasserrad mit Wasserströmung: Das Magnetfeld der aktiven Scheibe wirkt auf das fließende Wasser, während die passive Scheibe wie ein Wasserrad von der Wasserströmung angetrieben wird. Beide sind für die Energieübertragung auf das Medium (Magnet/Wasser) angewiesen.

IV. Technisches Verhaltensdiagramm der permanentmagnetischen Kupplung

Physikalisches Phänomen: Magnetfelddurchdringung: Wirbelstrom-Wärmeverlust: automatische Anpassung des Schlupfes

Tatsächliches Verhalten: berührungslose Kraftübertragung: teilweise Energieumwandlung in Wärmeenergie: erhöhte Belastung führt zu erhöhtem Schlupf

Analogie: Handbewegungssignalübertragung durch Glasfenster; Hände schnell reiben, um warm zu bleiben; langsamer werden beim Ziehen schwerer Gegenstände

V. Zusammenfassung

Die Permanentmagnetkupplung ermöglicht die Kraftübertragung durch Magnetkraft. Ihr Vorteil liegt darin:

Berührungslos: Wie ein Zauberer, der Objekte fernsteuert, um mechanischen Verschleiß zu vermeiden.

Adaptiv: Passt die Kraftübertragung automatisch an Laständerungen an, ähnlich wie intelligente Federn.

Sicherheitsschutz: Die magnetische Kraft wird bei Überlastung freigegeben und stoppt die Kraftübertragung, ähnlich wie bei einem Leistungsschalter.