Die Konstruktion und Überprüfung von elektrischen Geräten mithilfe von weichen magnetischen Werkstoffen
Wenn isoliertes Eisenpulver verdichtet und hitzebehandelt wurde, bietet es in Bauteilen, für die weiche magnetische Materialien erforderlich sind, gegenüber herkömmlichen Stahllamellen eine attraktive Alternative. Durch netzförmige Teile wird es in einem einzigen Arbeitsgang möglich, dass bei geringeren Produktionskosten elektrische Maschinen mit dreidimensionalen Magnetfeldern hergestellt werden. Zudem ergeben sich aus deren isotropen Magneteigenschaften einzigartige Freiheiten bei der Konstruktion. Dennoch macht die Dielektromagnetik nur einen kleinen Teil der insgesamt verwendeten magnetischen Bauteile aus, da zu den Eigenschaften solcher Materialien nur wenige Informationen verfügbar sind. Zur Steigerung der Nutzbarkeit wurden mit verschiedenen dielektromagnetischen Induktionskernen Tests durchgeführt und der Einfluss der Geometrie auf ihre Magneteigenschaften untersucht. Darüber hinaus maß man den gesamten Energieverlust unter wechselnden Arbeitsbedingungen wie Temperatur und Frequenz. Die Tests, deren Ergebnisse wichtige Erkenntnisse über die zugrunde liegenden Mechanismen mit Einfluss auf die Wärmeverlustleistung lieferten, fanden auf Ringproben aus Eisen mit einem 0,1- bzw. 0,5-%-Dielektrikzusatz statt. Der Hystereseverlust hatte scheinbar den stärksten Einfluss auf die Abnahme des gesamten Energieverlusts der Dielektromagnetik bei steigender Temperatur. Tatsächlich beobachtete man zwischen 24 und 100°C sowie 5Hz einen Gesamtenergieverlust von weniger als 7%. Eine ausreichende Isolierung durch das Vorhandensein von Dielektrik zwischen den Eisenteilchen bestätigte die schwachen Veränderungen bei der Widerstandsfähigkeit in den untersuchten Proben. Außerdem stellte man fest, dass Magnetkerne verschiedener Formen und Größen ohne Nachteile für die Magneteigenschaften konstruiert werden können. Die Kenntnis solcher Eigenschaften ist für die korrekte Berechnung von Magnetkreisen wichtig und bestimmt die finale Konstruktion sowie die Kenngrößen der elektrischen Maschinen grundlegend. Der Erfolg kann sich bei der Konstruktion von Magnetkreisen zeigen, wenn man die einzigartigen Formungsmöglichkeiten durch das Verfahren der weichen magnetischen Werkstoffe nutzt.
