Verifikationstest für einen mikromechanischen Shutter im Rahmen ...

6. Verifikation des Regelungssystems
Für technische Anwendungen relevant ist ausschließlich der Ferromagnetismus. Materialien
aus dieser Klasse lassen sich in hart- und weichmagnetisch einteilen. Bei hartmagnetischen
Materialien, zu denen auch das im Shutteraktor verwendete NdFeB zählt, existiert kein
eindeutiger Zusammenhang zwischen und , sondern der Effekt der Hysterese ist
bestimmend 5 . Abbildung 6-34 zeigt den B(H) und J(H) Zusammenhang. Bei
permanentmagnetischen Materialien ist der 2. Quadrant der Hysterese, die
Entmagnetisierungskurve, für die praktische Anwendung relevant. Die wichtigsten darin
enthaltenen Parameter sind:
Remanenzinduktion Br [T]: Nach dem Abschalten des äußeren H-Feldes in einem bis zur
Sättigung aufmagnetisiertem ferromagnetischen Werkstoff verbleibende Magnetisierung.
Koerzitivfeldstärke HcB [kA/m]: äußere magnetische Feldstärke, die die magnetische
Flussdichte B eines zuvor bis zur Sättigung aufmagnetisierten ferromagnetischen Materials
zu Null werden lässt.
Koerzitivfeldstärke HcJ [kA/m]: äußere magnetische Feldstärke, die die magnetische
Polarisation J eines zuvor bis zur Sättigung aufmagnetisierten ferromagnetischen Materials
zu Null werden lässt. Je höher dieser Wert, desto höher die benötigte Energie bzw. Feldstärke
Hsat um einen Magneten bis zur Sättigung aufzumagnetisieren.
Maximales Energieprodukt (B·H)max [kJ/m 3 ]: Hyperbeln im 2.Quadranten beschreiben die
Stellen, an denen B·H=konstant. An der Stelle, an der eine der Hyperbeln die B(H)-Kurve
tangiert, liegt der Punkt der Entmagnetisierungskurve, bei dem das Produkt B·H maximal
wird, d.h. der Arbeitspunkt, an dem die höchste Energiedichte erreicht wird, da gilt:
1
2 ∙
Verhält sich der Magnet linear mit konstanter Permeabilität µr wie im Falle des
Aktormagneten, berechnet sich das maximale Energieprodukt zu:
1
∙ ∙ 4∙μ ∙μ Permanente (bzw. relative) Permeabilität µr: Durchlässigkeit des Materials für magnetische
Felder.
5
Weichmagnetische Materialien weisen ebenfalls eine Hysterese auf; diese ist jedoch bis um den Faktor >1000
geringer.
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